BPH grünen Laserbetrieb in Moskau

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Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der Ubersetzung, des Nachdrucks, BPH grünen Laserbetrieb in Moskau Vbrtrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder Verviefaltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten.

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Es empfiehlt sich, gegebenenfalls fiir die eigenen Arbeiten die voUstandigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils giiltigen Fassung hinzuzuziehen. Möglich machen dies Femtosekundenlaser, und sie sind im Begriff, die internationalen Märkte zu erobern.

Dieses Buch gewährt zunächst einen Einblick in die theoretischen Grundlagen der neuen, alle möglichen Anwendungen revolutionierenden Technologie, um dann die Vorzüge von Femtosekundenlasern — von der schmerzfreien Kariesentfernung, hochpräzisen Materialbearbeitung bis hin zur Augenmedizin oder dem Automobilbau darzustellen. Femtosekundenlaser arbeiten mit ultrakurzen Lichtimpulsen, die nur einige Millionstel Teile einer Milliardstel Sekunde andauern.

Sie können Materialien sehr exakt und mit deutlich geringerer Wärmebelastung als andere Laserarten behandeln. Auch Aspekte der Femtosekundentechnologie wie die Herstellung, Sensorik und Optoelektronik werden von den Wissenschaftlern ins Auge gefasst.

Die optischen Technologien werden in der nächsten Dekade, wie von Analysten vorhergesagt wird, weltweit auf ein Marktvolumen von etwa Mrd.

Euro anwachsen und viele sichere Arbeitsplätze schaffen. Das elektrische Zeitalter ist im Jahrhundert vom Foton abgelöst worden, und eine Revolution bahnt sich mit dem zeitlich kohärenten und korrelierten Licht BPH grünen Laserbetrieb in Moskau, die verschiedenste Bereiche des heutigen Alltags berühren wird.

BPH grünen Laserbetrieb in Moskau man die Bewegung des Pferdes einfriert, kann man auf direkte Weise die Bilder studieren und etwas übers Galoppieren lernen. Die ultrakurze Zeitskala von Femtosekunden ist die Zeitskala von elementaren chemischen Reaktionen und von elektronischen und Kernbewegungen in Molekülen: wenn chemische Bindungen in chemischen Reaktionen gebildet oder gebrochen werden, wenn Moleküle sich umordnen, um neue Moleküle zu bilden, oder wenn Energie von einem Molekül zum anderen transportiert wird, passieren all diese Prozesse auf einer Femtosekundenskala.

Daher beruht das fundamentale Verständnis von chemischen oder biologischen Vorgängen letztendlich auf einem gründlichen Verständnis der ultrakurzen Prozesse. Jahrtausende lang hat die Menschheit versucht, Vorgänge auf einer immer feineren Zeitskala zu verfolgen. Eine analoge Reise entlang der Zeitkoordinate erlauben ultrakurze Laser und zwar in eine Welt, in welcher einzelne Molekülschwingungen, das dynamische Verhalten der Elektronen in Halbleitern oder auch der zeitliche Ablauf der Fotosynthesereaktion beobachtet werden können.

Zurzeit ist es möglich, mit einfachem Aufwand Lichtimpulse im Sichtbaren und im nahen Ultraviolett mit Dauern von nur wenigen optischen Zyklen zu erzeugen. Mit der Erfindung der Femtosekundentechnik bahnte sich eine BPH grünen Laserbetrieb in Moskau in der Evolution geformter Pulse an. Optische Tech- 2 1 Einleitung nologien gelten als Schrittmacher für viele Zukunftsmärkte des Jahrhunderts und die Märkte mit Lasern und Optik wachsen unaufhaltsam.

Die gezielte Synthese hochreiner Arzneistoffe in hoher Ausbeute und das ohne störende Nebenprodukte, d. Die effiziente Herstellung von Werkteilen im Automobilreich ohne Schmelzschäden und die Optimierung der Verbrennung im Motorraum mit Hilfe hochqualitativer Düsen, das Verhindern des thermischen Ausfransens beim Bohren mit Femtosekundenlasern, die gezielte Hautkrebsbekämpfung und vor allem neue Methoden in der nichtlinearen Optik, in den Materialwissenschaften und der Spektroskopie seien hier zu nennen.

Die Femtosekundenspektroskopie kann interessante Aspekte von der Interferenz freier Elektronen bis hin zu wachsenden Sonnenblumen aufzeigen.

Gegen Ende des zwanzigsten Jahrhunderts wurde das neue Instrument entwickelt: der Femtosekundenlaser liefert ultrakurze Lichtblitze, mit welchen nicht nur chemische Reaktionen in Echtzeit beobachtet werden können, sondern auch Reaktionsmechanismen und die Formung freier Elektronenwellenpakete in das Blickfeld der Physiko-Chemiker rücken. BPH grünen Laserbetrieb in Moskau spielen über evolutionäre Verfahren geformte Laserpulse eine besondere Rolle.

Bei geringen Pulsenergien und hoher Zeitauflösung besitzen Femtosekundenlaser extrem hohe Intensitäten. Der Femtosekundenlaser ist nicht nur ein faszinierendes Gerät geworden, sondern die technische Revolution im Jahrhundert, deren Möglichkeiten nicht ausgeschöpft sind. Die Zeitmessung ist aus der Astronomie hervorgegangen und durch die Entwicklung der Uhr fortschreitend verfeinert worden.

Im Folgenden sollen zuerst einige historische Konzepte untersucht werden, die der Messung schneller Phänomene zugrunde liegen. Wir wollen auch versuchen aufzudecken, warum Forscher und Ingenieure in der Vergangenheit an raschen Abläufen interessiert waren, und wie einige ihrer Motive und Verfahren sich von heutigen unterscheiden. Es soll die Frage beantwortet werden, warum Femtosekunden-Lichtquellen so attraktiv geworden sind und wohin die Märkte BPH grünen Laserbetrieb in Moskau Zukunft tendieren.

Um ein Intervall von kurzer Dauer messen zu können, muss man in erster Linie in der Lage sein, Zeit zu messen. Dies kann geschehen, indem man einen periodischen Vorgang wie z.

Die Priester in Mesopotamien und in Ägypten waren die ersten Gelehrten um v. Der erste Kalender eines Jahres wurde BPH grünen Laserbetrieb in Moskau einem sog.

Gnomon, das zu den ersten astronomischen Werkzeugen gehörte, realisiert. In den ägyptischen Städten war die Sonnenuhr mit dem senkrechten Steinobelisk öffentlich zugänglich.

Um v. Ein Fortschritt der Sonnenuhren war die v. Um n. Im Jahrhundert wurde die Schlaguhr erfunden, die nur einmal zu einer bestimmten Stunde schlug. Nach dem Jahre wurden 4 2 Geschichte der Kurzzeittechnik immer mehr Uhren auf Rathaus- und Kirchtürmen BPH grünen Laserbetrieb in Moskau Zifferblättern ausgestattet.

Jahrhundert kamen die ersten Stehuhren und Zimmeruhren als kostbare Spielzeuge in die Häuser der Patrizier. Das Prinzip dieser BPH grünen Laserbetrieb in Moskau Uhr ging eigentlich auf eine Idee von Galileo Galilei im Jahre zurück, der erkannt hatte, dass die Zeit der Schwingung von der Länge des Pendels BPH grünen Laserbetrieb in Moskau. Er hat die Idee nicht mehr umsetzen können. Stoppuhr erfunden. Die zeitliche Entwicklung eines elektrischen Funkens wurde von Wheatstones mechanischer Streakkamera im Jahre dargestellt Abb.

Rotierender Spiegel versetzt das Licht, welches zu späteren Zeiten zu unterschiedlichen räumlichen Positionen emittiert wird. Wegen der endlichen Lichtgeschwindigkeit wird das Bild versetzt Ein rotierender Spiegel versetzt das zu späteren Zeiten emittierte Licht zu einer unterschiedlichen räumlichen Position.

Indem er diese mechanische Technik benutzte, war Wheatstone in der Lage, zu zeigen, dass einige der elektrischen Funken weniger als s dauerten. Eine andere Streaking-Methode hat Foucault und verwendet, um die Lichtgeschwindigkeit zu sehr hoher Genauigkeit zu bestimmen [].

Der schottische Elektriker Alexander Bain konstruierte die erste elektrische Uhr. Um die Arbeitszeit in Fabriken zu kontrollieren, benutzte man Kontrolluhren, 2 Geschichte der Kurzzeittechnik 5 die die Anwesenheit der Arbeiter ausdruckten.

Jahrhundert kamen die ersten Probe- d. Nachweisetechniken zum Einsatz, die sehr analog zu heutigen Anrege-Nachweis-Experimenten waren. Töpler kombinierte die Stroboskop- und Schlierentechnik und konnte damit Bilder von rasch flackernden Flammen und von Brechungsindexänderungen in Flüssigkeiten messen. Mit Hilfe eines elektrischen Schaltkreises konnte dieser Funke, der das Ereignis triggerte, zu beliebiger Zeit gegenüber dem ersten Funken verzögert werden.

BPH grünen Laserbetrieb in Moskau erkanntedass ein dc elektrisches Feld, wenn es auf eine bestimmte isotrope Substanz einwirkt, Doppelbrechung induziert [6]. Ab dem Jahre erkannten Abraham und Lemoine nicht nur, dass der Kerreffekt zum Messen von Zeitintervallen benutzt werden konnte, sondern sie entwickelten eine Apparatur, die in der Lage war, ein Intervall von s zu messen Abb. Wenn die optische Verzögerung mit dem Triggern der Doppelbrechung in der Kerrzelle zusammenfällt, wird ein Bild für den Betrachter sichtbar.

Bei zu langer Verzögerung tritt kein Licht durch die Kerrzelle nach Abraham und Lemoine Die erste benutzbare elektrische Uhr stammte vom amerikanischen Elektromechaniker Henry Ellis. Die Atomuhr von zählt die Schwankungen des Atoms Cäsium.

Um Kinetiken chemischer Reaktionssysteme verfolgen zu 6 2 Geschichte der Kurzzeittechnik können, müssen diese aus dem Gleichgewicht z. Übliche Mischmethoden sind aber sehr begrenzt in ihrer Geschwindigkeit 2 Geschichte der Kurzzeittechnik 7 nen Jahren würde eine solche Uhr höchstens eine Sekunde falsch gehen, und BPH grünen Laserbetrieb in Moskau manche Anwendung reicht auch diese Genauigkeit nicht aus. Eine Alternative verspricht eine Atomuhr mit nur einem Ion als Taktgeber.

Präzise Uhren dienen in der Wissenschaft der genauen Bestimmung von Naturkonstanten und der Überprüfung fundamentaler Gesetze. So wird z. Die Idee für eine genauere Uhr ist einfach: je BPH grünen Laserbetrieb in Moskau die Frequenz der atomaren Schwingung, desto präziser die Uhr.

In jüngsten Arbeiten verwendet man Resonanzfrequenzen, die um einen Faktor höher als die der Mikrowellenstrahlung in der Cäsiumuhr liegen. Die neue Technik der Zeitmessung muss es gelingen, Schwingungen der Lichtwellen pro Sekunde genau auszuzählen.

Mit einer Elektronik lassen sich mehrere hundert Terahertz nicht auflösen, man verwendet daher eine Kombination aus speziellen Lasern und Mikrowellengeneratoren. Dieser sog. Frequenzkammgenerator emittiert Millionen von Spektrallinien mit exakt gleichem Frequenzabstand. Auf diese Weise lassen sich periodische Schwingungen aus ganz unterschiedlichen Frequenzbereichen wie mit einem Getriebe koppeln: die Wiederholrate der Pulse von einigen hundert Megahertz wird elektronisch mit der Cäsiumfrequenz verglichen, und die Laserfrequenz dient als Referenz für die Schwingung des optischen Frequenzstandards.

Der Schritt in Richtung präziserer Uhren mit der Femtosekundentechnik ist ebenso bedeutend wie die Erfindung der Quarzuhr. Dieses Ion besitzt in der Valenzschale nur ein einziges Elektron. Durch Resonanz mit Laserstrahlung konnte das Elektron in ein höheres Energieniveau BPH grünen Laserbetrieb in Moskau werden. Eine elektronische Regelung sorgte dafür, dass die Laserfrequenz mit der charakteristischen Frequenz des Ions übereinstimmte.

Die Genauigkeit der BPH grünen Laserbetrieb in Moskau liegt bei 14 Dezimalstellen. Jedoch ist die Ionenfalle störanfällig BPH grünen Laserbetrieb in Moskau elektrischen Streufeldern, da die Ionen eine Ladungsverteilung aufweisen. Deshalb benutzte die Arbeitsgruppe von Herbert Walther am MPI für Quantenoptik ein Indiumion, 8 2 Geschichte der Kurzzeittechnik dessen beide relevanten Energieniveaus durch elektrische Streufelder nicht beeinflusst werden.

Die Präzision der Messung liegt bei 13 Dezimalstellen. Optische Frequenzstandards, die statt auf Ionen auf neutralen Atomen beruhen, dürften bald in Betracht der Wissenschaftler kommen. Vor dem Jahr wird aber kaum eine Neudefinition der Sekunde kommen, auch wenn die optische Messtechnik weiter ausreift. Aber nun kehren wir ins Jahr zurück und betrachten in einer Art Rückblende die rasante Entwicklung der Chronoskopie, die uns ins BPH grünen Laserbetrieb in Moskau Jahr fortträgt, in dem Femtosekundenlaser zum neuen Standard zählen.

Die Abweichung des Ganges betrug eine Sekunde in 1,7 Mio. Technisch gesehen, können so kurze Blitze zum Messen der Ultrakurzzeiten ausgenutzt werden. Es gibt keinen mechanischen Versatz, keine rotierenden Spiegel oder sich ausdehnende Geräteteile in der Pikosekundentechnik.