Universität Bielefeld, Physikalische Chemie I

Vorlesung:
LASER: Prinzipien, Typen und Anwendungen in der Chemie


Eckdaten:


Ankündigungen:


Zeitplan, Weiterführende Informationen *
Datum Thema Ergänzende Informationen
12.06.2017 Teil 1: Administratives. Motivation / Anwendungsbeispiele. Eigenschaften von Licht und Laserstrahlung. Folien
19.06.2017, 26.06.2017 Teil 2: Grundlagen. Folien
26.06.2017, 03.07.2017 Teil 3: Laser: Typen und Aktive Medien. Folien
03.07.2017, 10.07.2017 Teil 4: Laserresonatoren. Folien
- Zur Ansicht/Vorbereitung: Foliensatz der Vorlesung im SS 2015 -
08.06.2015 Teil 1: Administratives. Motivation / Anwendungsbeispiele. Eigenschaften von Licht und Laserstrahlung. Folien
15.06.2015 Teil 2: Grundlagen. Folien
22.06.2015 bis 13.07.2015 Teil 3: Komponenten von Lasern. Praktische Realisierung. Folien
13.07.2015 Sonderthema: Laserkühlung und ihre Anwendung. Folien
(nicht im SS2015) Sonderthema: Lichtquellen für Vakuum-UV-Strahlung. Folien
* Die PDF-Files der Skripte sind in einem geschützten Bereich abgelegt. Username "Laser2015", Password wurde den TeilnehmerInnen der Vorlesung bekanntgegeben.

Empfohlene Literatur (Auswahl)

Empfehlung:Jeff Hecht "Understanding Lasers -- An entry-level guide" 3rd edition (2008), Wiley-Blackwell, 480 Seiten, ISBN 978-0470-08890-6, Preis: EUR 50,99 bei Amazon (CD-Ausgabe in Vorbereitung, EUR 58,99)
Inhalt:
D. Meschede "Gerthsen Physik" (23. Auflage, 2006)
Relevant: Kapitel 9 "Geometrische Optik" (483-519), Kapitel 10 "Wellenoptik" (519-569), Kapitel 11 "Strahlungsfelder" (569-607), Kapitel 15 "Laserphysik" (823-847). Ist vom Prinzip eher ein Nachschlagewerk als ein Lehrbuch.
Dieter Meschede "Optics, Light and Lasers" (2nd edition, 2007)
Enthält eine 250-seitige Einführung in alle Grundprinzipien der Optik (Strahlenoptik, Wellenoptik, Ausbreitung in Materie, Abbildungen, Interferometrie, Wechselwirkung mit Materie).
Demtröder "Laserspektroskopie"
Schwerpunkt Laserspektroskopie. Deckt den kompletten Bereich von Grundprinzipien, Instrumentierung, Methoden und Anwendungsbeispielen ab. Kapitel „Experimentelle Hilfsmittel des Spektroskopikers“ (Seite 66 – 144) diskutiert Spektrographen, Interferometer, Detektoren.
Eichler "Laser Bauformen, Strahlführung, Anwendungen", Springer Verlag (2010).
Online-Zugriff vom Uninetz: http://www.springerlink.com/content/978-3-642-10461-9

Inhalt:

In den Jahren nach der Demonstration des ersten funktionstüchtigen Lasers 1960 durch T. Maiman wurden in kurzen Zeitabständen immer neue Laser entwickelt und immer neue Anwendungsfelder erschlossen. Seit dieser Zeit haben sich Laser einen festen Platz in vielen Bereichen des täglichen Lebens erobert. Relevant für die Chemie ist insbesondere, dass Laser Herzstück vieler moderner diagnostischer Techniken sind -- und die Weiterentwicklung derartiger Verfahren ist traditionell ein wichtiger Teilbereich der Physikalischen Chemie. Darüber hinaus sind sie wichtige Lichtquellen für photophysikalische Untersuchungen.

In dieser Vorlesung sollen zunächst die notwendigen Grundlagen über Aufbau und Funktionsprinzip von Lasern besprochen werden (Einstein-Gleichungen, Inversion, Besetzungskinetik). Daran anschließen wird sich eine Diskussion der Eigenschaften von Laserstrahlung die diese Geräte zu einem so vielseitigen Instrument in der Chemie machen: Kohärenz, Polarisation, Frequenz, Dauerstrichbetrieb, Erzeugung kurzer Pulse. Die Funktionsweise wichtiger Lasertypen wird an ausgewählten Beispielen diskutiert (u.a. Gaslaser, Farbstofflaser, Festkörperlaser, Halbleiterlaser, Freie-Elektronen-Laser). Nach einem Einschub über Laser-Resonatoren (Resonatortypen, longitudinale Moden, transversale Moden) werden Elemente und Bausteine eines modernen Lasers erläutert (Cavitydesign, Q-Switching, Mode-locking). Ein weiterer Schwerpunkt wird die Diskussion der Anwendung von Lasern sein, wobei Wissenschaft und Messtechnik die Schwerpunkte bilden.

Ziel dieser Veranstaltung ist es, den Teilnehmern die Grundlagen für einen erfolgreichen Einsatz von Lasern in Chemie und Biochemie zu vermitteln, Beschränkungen von Geräten zu erkennen und ggf. auch zu kompensieren. Unterstützt wird die Vorlesung durch Demonstrationen und ggf. auch durch praktische Übungen im Labor.


Fragen zur Vorlesung ...

... oder auch zu anderen Themen des Studiums, der Physikalischen Chemie o.ä.m. beantworte ich natürlich gern. Bei Interesse können z.B. auch Laborführungen vereinbart werden. Neben den Vorlesungsterminen bin ich im folgenden Raum zu finden:
  apl. Prof. Dr. Andreas Brockhinke
Büro in Raum F2-114, sonst im Labortrakt E2
Telefon 2189
email: andreas.brockhinke@uni-bielefeld.de
Internet: Meine Homepage ...


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