imported>Hnsjrgnweis |
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| {{QS-Physik|Unerledigt=2015}}
| | #WEITERLEITUNG [[Raman-Laser]] |
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| Ein '''Raman-Faserverstärker''' funktioniert vergleichbar mit einem normalen [[optischer Verstärker|optischen Verstärker]], basiert aber auf dem [[nichtlinear]]en [[Raman-Effekt]]. Die Energie eines eingekoppelten Pumplichts wird über eine bestimmte Faserstrecke auf ein ebenfalls eingekoppeltes Signallicht (Stokes, Anti-Stokes) übertragen. Das Pumplicht interagiert mit vielen [[Molekül]]en, hebt diese auf energetisch höhere [[Energieniveau]]s an und erzeugt somit im Vergleich zum vorherigen Zustand eine [[Besetzungsinversion|Inversion]]. Durch den Effekt der [[Stimulierte Emission|stimulierten Emission]] wird die [[Strahlung]] mit der Frequenz der ersten Stokeslinie verstärkt, welche somit vergleichbare [[Leistung (Physik)|Leistungen]] wie das Pumplicht erhält.
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| Als [[Lasermedium|aktives Medium]] werden [[Glasfaser]]n oder [[Kristall]]e verwendet, wodurch sich ein Raman-Frequenzversatz von ca. 10–15 THz ausbildet und somit das Ausgangslicht eine ca. 60 nm längere [[Wellenlänge]] besitzt (bei 1000 nm).
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| Wird in einem Raman-Faserverstärker durch den Prozess der [[stimulierte Emission|stimulierten Emission]] Raman-frequenzverschobenes Licht erzeugt, so lässt sich der Zusammenhang zwischen der Pumpleistung ''P''<sub>p</sub> und der Signalleistung ''P''<sub>s</sub> durch ein [[Differentialgleichungssystem]] beschreiben.
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| Um einen Raman-Faserlaser zu konstruieren, werden ausgehend von der jeweiligen Pumpwellenlänge frequenzselektive [[Bragg-Gitter]] in die Faser geschrieben, die z. B. die Grundwellenlänge oder die jeweiligen durch den Raman-Effekt entstehenden Stokes-Ordnungen [[Resonanz (Physik)|resonant]] reflektieren. Zwischen diesen Spiegeln koppelt die Leistung des Pumplichtes auf die Signalwelle über. Auf diese Weise können [[Kaskadierung|kaskadierte]] Raman-Laser konstruiert werden, indem die entstehende erste Stokes-Ordnung eine zweite Stokes-Ordnung pumpt, und so weiter. Raman-Faserlaser lassen sich wie normale [[Faserlaser]] vorwärts oder rückwärts pumpen, je nachdem, an welcher Stelle das Pumplicht eingekoppelt wird. Sie bieten eine sehr gute Lösung, um Lichtleistung in einem sehr großen Wellenlängenbereich frequenzselektiv bereitzustellen.
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| Entwickelt wurde der Raman-Faserlaser um 1975. Sein Einsatzbereich ist vor allem das Hochleistungsschneiden und -schweißen in der Metallbearbeitung.
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| == Literatur ==
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| * Rainer Engelbrecht: ''Nichtlineare Faseroptik.'' Springer Verlag 2015, S. 431–492 (Kapitel ''Raman-Faserlaser'').
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| [[Kategorie:Laserstrahlquelle]]
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| [[Kategorie:Festkörperphysik]]
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| [[Kategorie:Faseroptik]]
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