Laser emittieren monochromatische kohärente elektromagnetische Strahlung in einem riesigen Wellenlängenbereich, der von den Millimeterwellen via Licht bis zur Röntgen-Strahlung reicht. Eine Uebersicht über das elektromagnetische Spektrum in diesem Bereich gibt Anhang A.3 dieses Buches. Als neuartige Strahlungsquelle mit bisher unerreichten Eigenschaften revolutioniert der Laser die klassische Optik und verwandte Gebiete. Fast alle Begriffe der klassischen Optik und der Quantentheorie des Lichtes bekommen dadurch eine grössere, ja sogar neue Bedeutung: elektromagnetische Wellen und Photonen, Beugung, Interferenz, Kohärenz, Polarisation, Photonenstatistik, Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung mit Elementarteilchen, Atomen, Molekülen, kondensierte Materie, Plasmen, etc. Im vorliegenden Kapitel wollen wir uns nur mit den Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung befassen, welche für viele vielleicht ungewohnt, jedoch für Laser relevant sind: Wellen- und Teilchennatur, Kohärenz und Photonenstatistik. Betreffend die für die Laser sonst wichtigen Begriffe der Optik, wie z.B. Beugung, Interferenz, Polarisation, verweisen wir auf Lehrbücher der Optik [z.B. Born & Wolf 1959, Lipson & Lipson 1969, Born 1972, Meyer-Arendt 1972, Ditchburn 1976, Schilling 1980, Klein & Furtak 1988, Möller 1988].
Laser emittieren monochromatische kohärente elektromagnetische Strahlung in einem riesigen Wellenlängenbereich, der von den Millimeterwellen via Licht bis zur Röntgen-Strahlung reicht. Eine Uebersicht über das elektromagnetische Spektrum in diesem Bereich gibt Anhang A.3 dieses Buches. Als neuartige Strahlungsquelle mit bisher unerreichten Eigenschaften revolutioniert der Laser die klassische Optik und verwandte Gebiete. Fast alle Begriffe der klassischen Optik und der Quantentheorie des Lichtes bekommen dadurch eine grössere, ja sogar neue Bedeutung: elektromagnetische Wellen und Photonen, Beugung, Interferenz, Kohärenz, Polarisation, Photonenstatistik, Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung mit Elementarteilchen, Atomen, Molekülen, kondensierte Materie, Plasmen, etc. Im vorliegenden Kapitel wollen wir uns nur mit den Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung befassen, welche für viele vielleicht ungewohnt, jedoch für Laser relevant sind: Wellen- und Teilchennatur, Kohärenz und Photonenstatistik. Betreffend die für die Laser sonst wichtigen Begriffe der Optik, wie z.B. Beugung, Interferenz, Polarisation, verweisen wir auf Lehrbücher der Optik [z.B. Born & Wolf 1959, Lipson & Lipson 1969, Born 1972, Meyer-Arendt 1972, Ditchburn 1976, Schilling 1980, Klein & Furtak 1988, Möller 1988].
Laser emittieren monochromatische kohärente elektromagnetische Strahlung in einem riesigen Wellenlängenbereich, der von den Millimeterwellen via Licht bis zur Röntgen-Strahlung reicht. Eine Uebersicht über das elektromagnetische Spektrum in diesem Bereich gibt Anhang A.3 dieses Buches. Als neuartige Strahlungsquelle mit bisher unerreichten Eigenschaften revolutioniert der Laser die klassische Optik und verwandte Gebiete. Fast alle Begriffe der klassischen Optik und der Quantentheorie des Lichtes bekommen dadurch eine grössere, ja sogar neue Bedeutung: elektromagnetische Wellen und Photonen, Beugung, Interferenz, Kohärenz, Polarisation, Photonenstatistik, Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung mit Elementarteilchen, Atomen, Molekülen, kondensierte Materie, Plasmen, etc. Im vorliegenden Kapitel wollen wir uns nur mit den Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung befassen, welche für viele vielleicht ungewohnt, jedoch für Laser relevant sind: Wellen- und Teilchennatur, Kohärenz und Photonenstatistik. Betreffend die für die Laser sonst wichtigen Begriffe der Optik, wie z.B. Beugung, Interferenz, Polarisation, verweisen wir auf Lehrbücher der Optik [z.B. Born & Wolf 1959, Lipson & Lipson 1969, Born 1972, Meyer-Arendt 1972, Ditchburn 1976, Schilling 1980, Klein & Furtak 1988, Möller 1988].
Laser emittieren monochromatische kohärente elektromagnetische Strahlung im riesigen Wellenlängenbereich, der von den Millimeterwellen via Licht bis zur Röntgen-Strahlung reicht. Eine Übersicht über das elektromagnetische Spektrum in diesem Bereich gibt Tab. A 1 dieses Buches. Als neuartige Strahlungsquelle mit bisher unerreichten Eigenschaften revolutioniert der Laser die klassische Optik und verwandte Gebiete. Fast alle Begriffe der klassischen Optik und der Quantentheorie des Lichtes bekommen dadurch eine größere, ja sogar neue Bedeutung: elektromagnetische Wellen und Photonen, Beugung, Interferenz, Kohärenz, Polarisation, Photonenstatistik, Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung mit Elementarteilchen, Atomen, Molekülen, kondensierte Materie, Plasmen, etc. Im vorliegenden Kapitel wollen wir uns nur mit den Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung befassen, welche für viele vielleicht ungewohnt, jedoch für Laser relevant sind: Wellen- und Teilchennatur, Kohärenz und Photonenstatistik. Betreffend die für die Laser sonst wichtigen Begriffe der Optik, wie z. B. Beugung, Interferenz, Polarisation, verweisen wir auf Lehrbücher der Optik [Born 1933/1981, Born & Wolf 1959, Ditchburn 1976, Klein & Furtak 1988, Kneubühl 1994, 1997, Lipson & Lipson 1969, Meyer-Arendt 1972, Möller 1988, Schilling 1980].
ZusammenfassungLaser emittieren monochromatische kohärente elektromagnetische Strahlung im riesigen Wellenlängenbereich, der von den Millimeterwellen via Licht bis zur Röntgen-Strahlung reicht. Eine Übersicht über das elektromagnetische Spektrum in diesem Bereich gibt Tab. A 1 dieses Buches. Als neuartige Strahlungsquelle mit bisher unerreichten Eigenschaften revolutioniert der Laser die klassische Optik und verwandte Gebiete. Fast alle Begriffe der klassischen Optik und der Quantentheorie des Lichtes bekommen dadurch eine größere, ja sogar neue Bedeutung: elektromagnetische Wellen und Photonen, Beugung, Interferenz, Kohärenz, Polarisation, Photonenstatistik, Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung mit Elementarteilchen, Atomen, Molekülen, kondensierte Materie, Plasmen, etc. Im vorliegenden Kapitel wollen wir uns nur mit den Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung befassen, welche für viele vielleicht ungewohnt, jedoch für Laser relevant sind: Wellen- und Teilchennatur, Kohärenz und Photonenstatistik. Betreffend die für die Laser sonst wichtigen Begriffe der Optik, wie z. B. Beugung, Interferenz, Polarisation, verweisen wir auf Lehrbücher der Optik [Born 1933/1981, Born & Wolf 1959, Ditchburn 1976, Klein & Furtak 1988, Kneubühl 1994, 1997, Lipson & Lipson 1969, Meyer-Arendt 1972, Möller 1988, Schilling 1980].
ZusammenfassungVon grosser Bedeutung für das Funktionieren eines Lasers ist die Wechselwirkung zwischen der elektromagnetischen Strahlung und atomaren Systemen. In diesem Kapitel beschreiben wir die Prozesse der Absorption und Emission von Photonen durch ein atomares System. Für Zweiniveaux-Systeme werden dazu die Bilanzgleichungen abgeleitet, mit denen entschieden werden kann, ob und wann Verstärkung der einfallenden Strahlung auftritt. Es wird anschliessend untersucht, ob Systeme im thermodynamischen Gleichgewicht überhaupt für den Laserprozess benützt werden können.
ZusammenfassungVon grosser Bedeutung für das Funktionieren eines Lasers ist die Wechselwirkung zwischen der elektromagnetischen Strahlung und atomaren Systemen. In diesem Kapitel beschreiben wir die Prozesse der Absorption und Emission von Photonen durch ein atomares System. Für Zweiniveaux-Systeme werden dazu die Bilanzgleichungen abgeleitet, mit denen entschieden werden kann, ob und wann Verstärkung der einfallenden Strahlung auftritt. Es wird anschliessend untersucht, ob Systeme im thermodynamischen Gleichgewicht überhaupt für den Laserprozess benützt werden können.
Von großer Bedeutung für das Funktionieren eines Lasers ist die Wechselwirkung zwischen der elektromagnetischen Strahlung und atomaren Systemen. In diesem Kapitel beschreiben wir die Prozesse der Absorption und Emission von Photonen durch ein atomares System. Für ZweiniveauSysteme werden dazu die Bilanzgleichungen abgeleitet, mit denen entschieden werden kann, ob und wann Verstärkung der einfallenden Strahlung auftritt. Es wird anschließend untersucht, ob Systeme im thermodynamischen Gleichgewicht überhaupt für den Laserprozeß benützt werden können.