Wellenlänge von LASER Licht verändern

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longbardo
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Wellenlänge von LASER Licht verändern

Beitrag von longbardo » So 31 Mär, 2013 12:00 pm

Mal eine kurze Frage...."Eine Verzögerungsplatte verändert die Wellenlänge des Licht" - "Jedoch nur innerhalb der Platte (Medium)" - "Beim Austritt aus dem Medium wird das LASER Licht wieder die ursprüngliche Wellenlänge annehmen" -- Bitte korrigiert mich falls ich was Falsches schreibe!

Meine Frage ist: "Nehmen wir z.B. eine λ/4 Platte, aber setzen bez. kleben direkt auf diese Platte eine λ/2 (ohne Zwischenraum) würde nicht das Licht Theoretisch λ/4 annehmen und somit beim Austritt eine andere Wellenlänge annehmen ???

Hintergrund Info.... Ich brauche einen Kostengünstigen und Relativ langlebigen 3-5 Jahre (Dauerbetrieb) Laser im Bereich von ca. 200-250nm (Bitte keine Kommentare darüber wie gefährlich das ist, das weiß ich!!!!) Ich habe mir einen Stickstoffelaser vorgestellt bei dem ich nur einwenig die Wellenlänge verändern muss, wenn jemand Erfahrung damit hat würde ich mich darüber freuen Danke.

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andythemechanic
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Re: Wellenlänge von LASER Licht verändern

Beitrag von andythemechanic » So 31 Mär, 2013 4:09 pm

Hi,

Also: Wellenlänge(im Medium) * Frequenz = Lichtgeschwindigkeit * Brechungsindex (des Mediums) .
Was du bei so einer Aktion, wie du beschrieben hast nicht änderst ist die Frequenz. Sobald jetzt sich bei Übergang von einem Material zurück zu Luft der Brechungsindex ändert, wirst du deshalb auch wieder die Wellenlänge haben, die du vorher in Luft hattest.
Um die Wellenlänge in Luft zu ändern muss deshalb die Frequenz verändert werden. Dafür gibt es verschiedene nichtlineare Verfahren, z.B. Frequenzverdopplung oder der optisch parametrische Oszillator, einfach mal googeln. Kostengünstig ist in dem Bereich relativ, billig ist auf jeden Fall nix zu haben, was ein wenig halten soll.

Grüße
Andreas

undineSpektrum
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Re: Wellenlänge von LASER Licht verändern

Beitrag von undineSpektrum » Do 10 Okt, 2013 3:59 am

Das kommt davon ... :?

wenn immer die Meßgröße "Wellenlänge" zur physikalischen Charakterisierung einer Lichtwelle herangezogen wird... ist zwar auch richtig, aber die Wellenlänge ändert sich in einer Lambda/4-Platte unter Garantie... aber nicht Frequenz der Laserstrahlung... es die Strahlungseigenschaften werden durch die Frequenz bestimmt... Die Lambda/4 - Platte ist lediglich eine Verzögerungsplatte, die den Polarisationszustand der Lichtwellen verändert...

Mir fehlt hier Hinweis, daß für Laser mit zunehmenden Strahlungsfrequenzen die Erfüllung der Laserbedingung immer schwieriger wird... weshalb diese Geräte auch relativ teuer bis noch gar nicht entwickelt sind ( Laser für Röntgenstrahlung z.B. )...

Undine

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Re: Wellenlänge von LASER Licht verändern

Beitrag von ekkard » Do 10 Okt, 2013 9:47 pm

Ich weiß nicht, was hier von einem "Phasenschieber" (λ/4-Platte) erwartet wird. Eine Wellenlängenänderung bewirkt er im Außenraum nicht. Innerhalb der "Normalverteilung" der Bandbreite um die Laserfrequenz kann man kleine Frequenzänderungen (Ursprungsfrage) durch Feinjustierung des Resonators erreichen. Und möglicherweise lässt sich dies mit einem Phasenschieber im Resonator erreichen. Dieser müsste aber regelbar sein z. B. durch eine angelegte elektrische Spannung. (Ich weiß, dass man auf diese Weise Modenkopplungen hin bekommt. D. h. es werden dabei die Phasen in den Laufwegen innerhalb des Resonators verändert. Da andererseits die Laufwege auf die abgestimmte Frequenz Einfluss haben, könnten sich auch kleine Frequenzverschiebungen ergeben.)
Mit freundlichen Grüßen
Ekkard

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Re: Wellenlänge von LASER Licht verändern

Beitrag von VDX » Fr 11 Okt, 2013 12:24 am

... ich werfe mal das Stichwort 'photonische Kristalle' in die Diskussion - kennst sich jemand eventuell mit den (Un-)Möglichkeiten der Volumeninterferenz in den verwendeten 3D-Gittern aus?

Viktor
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Re: Wellenlänge von LASER Licht verändern / PhotonischeKrist

Beitrag von undineSpektrum » Fr 11 Okt, 2013 1:00 am

Hallo Viktor,

was willst Du denn genau darüber (Photonische Kristalle) wissen ... ? Sie gehören jedenfalls nicht zu den Bauteilen, die die Frequenz der Strahlung verändern können ... haben ja einen periodisch variierenden Brechungsindex ... und wirken deshalb auf das Licht wie ein gewöhnlicher Kristall auf Elektronen - bestimmte Kollegen ( Wehrspohn ) nennen die photonischen Kristalle auch "Lichthalbleiter" ...

Grüße,

Undine

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Re: Wellenlänge von LASER Licht verändern

Beitrag von VDX » Fr 11 Okt, 2013 8:17 am

... ich habe mal so 'mit halbem Ohr' mitbekommen, daß es da doch einige Möglichkeiten gibt, die über 'normale Brechnung' deutlich hinausgehen - z.B. wenn Quantenpunkte bzw. 'Nanolaser' integriert sind, mit denen Licht sowohl verstärkt als auch absorbiert und mit anderer Wellenlänge abgestrahlt werden kann :freak:

Viktor
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Re: Wellenlänge von LASER Licht verändern

Beitrag von undineSpektrum » Fr 11 Okt, 2013 7:50 pm

Hallo Viktor,

Bäume ausgerissen haben die Photonischen Kristalle bis heute sicher noch (!) nicht ... aber es gibt in der Tat Rechnungen, wo sowas mit geht - "Ein-Atom-Emitter" u.ä. ( Quantenpunkte sind eigentlich nichts anderes ... als eine "genutzte" Fehlstelle in einem Kristallgitter). Der Photonische Kristall ist dabei eigentlich nur der "Resonator" also die äußeren "Spiegel" des Lasers ( Mikro - bzw. Nanokavität ), auch Zellwände z.B. von Pflanzengewebe können als solche fungieren... und die Quantenpunkte sind - wie die Chromionen beim Rubinlaser - die Emitter d.h. das aktive Material.

Die Veränderung der Wellenlänge beruht hier darauf, daß der Resonator verändert wird und in einem relativ breiten Emissionsspektrum eine andere Wellenlänge selektiert wird. Das Emissionsspektrum des Quantenpunktes ist - ähnlich wie beim Chrom des Rubins - durch das Kristallfeld ( Stark-Effekt ) gegenüber dem freien Ion / Atom oder was auch immer es ist stark verändert.

Die Umgebung bestimmt das Emissionspektrum - eventuell auch die Umgebung des photonischen Kristalls. Wie genau das funktioniert hängt sehr genau von der Art der Emitter und dem photonischenKristall ab, der die Kavität bildet.

Wichtig ist aber : Das natürliche Kristallgitter einer Substanz und die periodischen Anordnungen des photonischen Kristalls unterscheiden sich um viele Größenordnungen, letztere sind ja vom Menschen mit bestimmten Verfahren natürlich aufgebaute Kristalle für die Ausbreitung von Lichtwellen.
In der Natur kommen diese nicht vor.

Es gibt eine Ausnahme : Opale. Sie bestehen aus winzigen, amorphen SiO2-Kügelchen, die bunten Farben beruhen auf der Bragg-Reflexion von Lichtwellen an diesen Kügelchen... das ist die Wirkung eines optischen "Leitungsbandes" in diesen Kristallen.

Wie in den Veröffentlichungen von Wehrspohn und anderen zu lesen ist können diese Materialien ja auch negative Brechungsindizes u.ä. zeigen, aber im Bereich sichtbaren Lichtes ist das bis jetzt noch Utopie... anders ist das im IR...

Ich glaube aber nicht, daß sowas in dem ursprünglichen Post gemeint war...longbardo meinte er könne mit einem lichtbrechenden Material die Wellenlänge und damit die (spektralreine!) Farbe des Laserlichtes in das UV verschieben ... beruhend auf dem Mißverständnis, daß die Lichtwellenlänge die (spektralreine!) Lichtfarbe bestimme... das gilt aber nur in homogenen Medien... mit den Methoden der linearen Optik wird er da grandios Scheitern... oder der überzeugt und alle und kriegt den Nobelpreis oder die Fields-Medallie... :D

Leider wird im Physikuntrricht aller Schularten immer erklärt : Der Wissenschaftler arbeitet mit "meßbaren Größen" ( Zitat Galilei : "Messen was meßbar ist und alles andere Meßbar machen ... ) und das ist bei sichtbarem Licht bis heute ausschließlich die Wellenlänge und daher fachlich schon richtig ...
Nur tut sich dann dadurch häufig der Irrtum auf, daß man durch die Lichtausbreitung in Wasser die Lichtfarbe verändern kann ... und die ganz Schlauen sagen dann auch noch die sei der Effekt, wenn ein Prisma das Licht "bunt" werden läßt.
Sowas schleppt sich durch die Schule bis in die Hochschule und das Berufsleben fort. Sicher - die Frequenz f des Lichtes ist nicht meßbar, aber sie bestimmt wie sich das Licht verhält ( also welche (spektralreine ! ) Farbe es hat ... ) ... ist mehr ein Problem der Physikdidaktik, schon der Martin Wagenschein hat das diskutiert ... zu seiner Zeit gab es allerdings auch noch keine Laser und auch keine optische Frequenzverdoppelung u.ä. die das noch komplizierter oder unüberschaubarer macht... :D

Ich denke wir wissen das aber alle hier, für uns ist diese Ausführung von mir hier überflüssig wie ein Kropf...

Grüße,

Undine

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