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166 KAPITEL 5. LASER FÜR DIE KERNENERGIE
ν1 ν2 ν3→ ν ′ 1 ν ′ 2 ν ′ 3
0 0 1 0 0 0 :3 1 0
also der Übergang in Zustand ’3’ von einem Anregungsquant zu ’null’ Quanten. Übergänge
aus einem kombinierten Zustand, also z.B. (110)-(000) schreibt man sinngemäß 11 021 0. Ist der
Zustand ’l-entartet’, so erweitert man die Notation durch den Wert von | l | durch Komma
getrennt hinter dem Vibrationsquantum, also z.B. 2 0,0
0 .
Die genutzten Übergang im CO2-Laser sind
3 1 02 0,0
2,0-Übergang mit λ = 10.6 µm,
3 1 01 0 1-Übergang mit λ = 9.6 µm.
Die Besetzungsinversion erfolgt durch Elektronenstoß des Stickstoffmoleküls und nachfolgendem
Energieübertrag N ∗ 2 − CO2. Vom niedrigeren Niveau erfolgt ein schneller Strahlungszerfall
zum 2 1,1 Niveau, und dieses wird durch Stöße mit He entvölkert. Man benutzt daher
beim CO2 Laser eine Mischung der drei Gase CO2, N2 und He, typischerweise im Verhältnis
3 mbar : 5 mbar : 14 mbar. Der Energieeintrag erfolgt durch Brennen einer elektrischen Entladung.
Um Verluste durch entstehendes CO auszugleichen, wird entweder H2O beigemischt
oder der Laser im Durchfluß betrieben (TEA-Prinzip, siehe Abb. 5.16). Mit letzterer Technik
sind Repetitionsraten im kHz Bereich möglich. Im Falle hoher Drücke im Bereich einer Atmosphäre
liegt die Druckverbreiterung der Linie bei ca ∆ν ∼ 0.1cm −1 (3 GHz).
Jede der Lasing Linien hat eine Rotationsfeinstruktur, typisch für lineare Moleküle.
Abbildung 5.16: Bei der transversalen Anregung im Resonator eines CO2 Lasers
wird ein Gasfluß zwischen den Elektroden erzeugt (TEA Laser: transverse excited
atmosphere) [Holl98]