Femtosekundenlaser - Einführung in die Technologie der ultrakurzen Lichtimpulse

Vorwort

Inhalt

1 Einleitung

2 Geschichte der Kurzzeittechnik

3 Theoretische Grundlagen

3.1 Methoden der Erzeugung

3.1.1 Aktives Modenkoppeln

3.1.2 Passives Modenkoppeln

3.1.3 Phasen-Modulation

3.1.4 Code-Pulse-Modelocking

3.1.5 Synchrones Pumpen

3.1.6 Hybride Modenkoppel-Techniken

3.1.7 „Moving Mirror“-Modenkoppeln

3.1.8 Feedback Controlled Modelocking

3.1.9 Optische Kompressionstechniken

3.2 Ausbreitungseigenschaften von ultrakurzen Impulsen

3.3 Nichtlineare optische Effekte

3.3.1 Frequenzverdopplung

3.3.2 Frequenzverdreifachung

3.3.3 Selbstfokussierung

3.3.4 Selbstphasenmodulation

3.3.5 Vierwellen-Mischen

3.3.6 Raman-induzierter Kerreffekt

3.3.7 Mehrfotonenprozesse

3.4 Techniken zur Messung von Femtosekundenereignissen

3.4.1 Anrege- und Nachweistechniken

3.4.2 Anrege-Entleere-Nachweistechnik

3.4.3 Fotonenecho

3.4.4 Z-Scan-Methode

3.4.5 Transiente Absorption

3.4.6 Kontinuierlich arbeitende Lasersysteme

3.4.7 Lichtauswertetechniken in zeitaufgelösten Messungen

4 Klassifizierung von Femtosekundenlasern

5 Ultrakurzzeitlasertypen

5.1 Festkörperlaser

5.1.1 Der Titan-Saphir-Laser

5.1.2 Der Nd:YAG-Laser

5.1.3 Der Rubinlaser

5.1.4 Der Cr:LiSAF-Laser

5.1.5 Der Cr:YAG-Laser

5.1.6 Der Cr:Forsterit-Laser

5.1.7 Der Pr:YLF-Laser

5.1.8 Modengekoppelte Faserlaser

5.2 Gaslaser

Der Argonionenlaser

5.3 Flüssigkeitslaser

5.3.1 Der Farbstofflaser

5.3.2 Distributed Feedback Dye Laser

5.4 Der Freie-Elektronen-Laser

6 Charakterisierung von Femtosekundenpulsen

6.1 Pulsspektrum

6.2 Messung der Pulsdauer

6.2.1 Autokorrelation

6.2.2 Kreuzkorrelation

6.2.3 Stroboskopie

6.2.4 Die Streakkamera

7 Femtosekundenoptiken und -instrumente

7.1 Femtosekundenoptiken

7.1.1 Spiegel

7.1.2 Interferenzfilter

7.1.3 Das Lyot-Filter

7.1.4 Das ./4-Plattchen

7.1.5 Brewster-Polarisatoren

7.1.6 Glan-Thompson-Prisma

7.1.7 Pellin-Broca-Prisma

7.1.8 Die Keramikapertur

7.1.9 Die Dünnschichtpolarisatoren

7.1.10 Die Pockelszelle

7.1.11 Die Kerrzelle

7.1.12 Der Faraday-Modulator

7.1.13 Akustooptischer Modulator

7.1.14 Nichtlineare Optik

7.1.15 Adaptive Optik

7.2 Femtosekundeninstrumente

7.2.1 Verstärkersysteme

7.2.2 Optisch parametrischer Oszillator/Verstärker

7.2.3 Strecker und Kompressor

7.2.4 Der Cavity-Dumper

7.2.5 Monochromatoren

7.2.6 Mikroskope

7.2.7 Fabry-Perot-Interferometer

7.2.8 Gires-Tournois-Interferometer

7.2.9 Michelson-Interferometer

7.2.10 Femtosekunden Sagnac Interferometrie

8 Anwendungen von Femtosekundenlasern

8.1 Femtowissenschaft

8.2 Femtochemie

8.3 Femtobiologie

8.4 Attophysik

8.5 Medizin

8.6 Pharmazie

8.7 Spektroskopie

8.8 Materialforschung

8.9 Verbrennungsforschung

8.10 Telekommunikationstechnik

8.11 Nanotechnologie

8.12 Umwelttechnik und Meteorologie

8.13 Kalter Abtrag von Korrosionen

8.14 Messtechnik

8.15 Optoelektronik

8.17 Femtonik

8.18 Clusterphysik

8.19 Oberflächen- und Grenzflächenphysik

8.20 Plasmaphysik

9 Ausgewählte Beispiele

10 Ausblick

Literatur

Glossar

Sachverzeichnis