Hallo, Ich hoffe diese Frage passt hier in das Unterforum. Ich habe in den letzten Tagen einiges zur Lasertheorie gelesen. Allerdings habe ich etwas grundlegend noch nicht verstanden. Damals in der Schule haben wir Atom- und Quantenphysik behandelt, jedoch nicht den Laser. Nun zur Frage. Es geht um den "klassischen" He-Ne Laser. Ich habe immer noch nicht verstanden warum man nicht einfach Neon direkt anregt. Die Anregungsenergie von Neon beträgt 20.66eV. Dies stimmt mit meinen Erinnerungen zum Frank-Hertz Versuch überein, Neon leuchtet ab einer Beschleunigungsspannung von ca 21V. Wozu ist nun das Helium mit einer nur geringfügig kleineren Anregungsenergie gut? Frohe Ostern!
>Ich habe in den letzten Tagen einiges zur Lasertheorie gelesen. Für Laserbetrieb braucht man Inversion -- ein oberes Niveau muss stärker besetzt sein als ein unteres Laserniveau. Wenn man optisch anregt, geht das nur, wenn man mehr als 2 Niveaus hat. (Bei nur zwei Niveaus erhält man durch optisches Pumpen allenfalls Gleichbesetzung.) Beim He-Ne regt man die Helium-Atome elektrisch an, die übertragen dann ihre Energie auf die Neon Atome. Es kommt also nicht so sehr auf die Energie-Differenz an, sondern darauf, dass man das obere Laserniveau effizient auffüllt. Dazu steht auch was bei Wikipedia, und sicher auch sonst wo im Netz http://de.wikipedia.org/wiki/Helium-Neon-Laser
> Nun zur Frage. Es geht um den "klassischen" He-Ne Laser. Ich habe immer > noch nicht verstanden warum man nicht einfach Neon direkt anregt. > Die Anregungsenergie von Neon beträgt 20.66eV. Dies stimmt mit meinen > Erinnerungen zum Frank-Hertz Versuch überein, Neon leuchtet ab einer > Beschleunigungsspannung von ca 21V. > Wozu ist nun das Helium mit einer nur geringfügig kleineren > Anregungsenergie gut? Die Frage bezieht sich darauf, warum mann anstatt 4 Niveaus nicht 3 nimmt.
>Die Frage bezieht sich darauf, warum mann anstatt 4 Niveaus nicht 3 >nimmt. Mag sein. Bei einem 4-Niveau-Laser ist das untere Laserniveau ja oft sehr wenig besetzt, dann kann man schon durch wenig Pumpen Inversion erzeugen. Aber all das kann man mittlerweile sicher alles im Netz nachlesen -- sonst eben ein Buch wie "Svelto: Principles of Lasers."
Ein 3 Niveau laser kann nur im Pulsbetrieb laufen. Man braucht oben ein zweites Niveau, mit kleinerer Energie, aber langer Lebendauer. So ganz nebenbei, ist Lasertechnologie eine ganze Semestervorlesung fuer sich, und auch da kommt nicht alles dran.
Autor: Delta Oschi (hacky)
Datum: 10.04.2012 06:24
>Ein 3 Niveau laser kann nur im Pulsbetrieb laufen.
Nein, das ist so pauschal nicht richtig.
Faserlaser etwa, bei denen aufgrund der Geometrie hohe Pumpintensität
möglich ist, können als 3-Niveau-Laser im cw Betrieb arbeiten. Soweit
ich mich erinnere einige andere Festkörperlaser auch, etwa Rubinlaser.
Erstmal danke für die Antworten. Eine Frage hätte ich noch. Wie lange bleibt das Neon im angeregten Zustand bevor es ein Photon emittiert?
Genau der Rubin Laser ist ein drei Niveau Puls Laser. Er wird mit einer Blitzlampe gepumpt. Der obere der oberen Zustaenden hat eine kurze Lebensdauer, waehrend der tiefere eine lange Lebensdauer haben muss. Wird in den Duzenden Mikrosekunden liegen, kann aber auch millisekunden sein. Wie lange der Zustand lebt ist definiert und nachschlagbar. Das Pumpen fuehrt in den oberen Zustand. Der Uebergang vom unteren in den tiefen oberen Zustand sollte natuerlich verboten sein. Falls nicht, hat man eben einen drei Niveau Laser. das bedeutet, die Inversion kann nicht permanent sein. Ein vier Niveau Laser hat unten auch zwei Zustaende. Es wuerde mich sehr wundern wenn ein Erbium Laser ein drei Niveau Laser sein sollte.
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