Medizinische Physik 3: Medizinische Laserphysik [2004]

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5 Nichtlineare Optik und kurze Laserpulse 107 breite auf, so finden wir τ = � DgγI0 = 1 � g . (5.26) Ωg γI0 Für die volle Halbwertsbreite des sech2-Pulses findet man dann τFWHM =1,76τ. (5.27) Wie (5.26) zeigt, ist die erreichbare Pulslänge bei der passiven Modenkopplung direkt proportional zur inversen Bandbreite des Verstärkermediums im Gegensatz zur aktiven Modenkopplung. Beträgt der gesättigte Gewinn g pro Resonatorumlauf nur einige Prozent, so kann man bereits mit einem Bruchteil von einem Prozent an sättigbarer Absorption einen erheblichen Teil der gesamten Verstärkungsbandbreite modenkoppeln. Als sättigbare Absorber eignen sich insbesondere Halbleiterabsorber [15,16] oder sog. künstliche Absorber, welche unter Ausnützung der in Kap. 5.2 besprochenen nichtlinearen optischen Effekte wie z.B. dem intensitätsabhängigen Brechungsindex zustande kommen. Daraus resultieren Namen wie Kerr-Lens-Modelocking (KLM) oder Additive-Puls-Modelocking (APM) [12]. 5.7 Lasersysteme 5.7.1 Kompakter diodengepumpter modengekoppelter Laser Abbildung 5.16 zeigt einen modernen diodengepumpten Femtosekundenfestkörperlaser [20]. Das Prismenpaar dient zur Kompensation der im Laserkristall auftretenden positiven Dispersion, sodass sich insgesamt über einen Abb. 5.16. Moderner diodengepumpter Femtosekundenfestkörperlaser mit einem Halbleiterabsorber als Modenkopplungselement und einem Prismenpaar zur Dispersionskompensation nach [20]
108 F.X. Kärtner Resonatorumlauf eine negative Dispersion ergibt. Zusammen mit der Selbstphasenmodulation im Laserkristall ergibt sich dann eine solitonartige Pulsformung. Der Puls wird gestartet und stabilisiert durch einen Halbleiterabsorber. 5.7.2 Regenerativer Verstärker Oft ist die Pulsenergie direkt aus einem modengekoppelten Laser, welche bei Festkörperlasern in der Regel im Bereich von einigen nJ liegt, zu gering um nichtlineare optische Effekt zu untersuchen bzw. auszunützen. Dann kann man, wie in Abb. 5.17 skizziert, jeden tausendsten oder sogar millionsten Puls auswählen und in einem regenerativen Verstärker in den mJ–J-Bereich nachverstärken. Diese Pulse sind dann intensiv genug, um selbst nichtlineare Effekte höherer Ordnung effizient anzutreiben. Modengek. Laser nJ Puls- nJ mJ Verstärker Selektor mJ Gütege. Pumplaser Abb. 5.17. Modengekoppelter Laser mit nachgeschaltetem regenerativen Verstärker, welcher von einem gütegeschalteten Laser gepumpt wird Literatur 1. Baltuska A, Wei Z, Pshenichnikov MS, Wiersma DA (1997) Optical pulse compression to 5 fs at 1 MHz repetititon rate. Opt Lett 22:102–104 2. Boyd RW (1992) Nonlinear Optics. Academic Press, New York 3. Braun B, Kärtner FX, Zhang G, Moser M, Keller U (1997) 56 ps passively Q-switched diode-pumped microchip laser. Opt Lett 22:382 4. Nisoli M, De Silvestri S, Svelto O, Szipvcs R, Ferenz K, Spielmann C, Sartania S, Krausz F (1997) Compression of high-energy laser pulses below 5 fs. Opt Lett 22:522 5. Haus HA (1975) A theory of forced mode locking. IEEE Journal of Quantum Electronics QE-11:323–330 6. Haus HA (1975) Theory of modelocking with a fast saturable absorber. J Appl Phys 46:3049–3058 7. Haus HA (1992) Waveguide optoelectronics. In: March JH De La Rue RM (eds) Waveguide optoelektronics. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 8. Haus HA (1995) Short pulse generation. In Duling III IN (ed) Compact sources of ultrashort pulses. Cambridge University Press, New York
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Medizinische Physik 3
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Professor Dr. Josef Bille Universit
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VI Vorwort dargestellt. Des weitere
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Inhaltsverzeichnis 1 Das visuelle S
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Inhaltsverzeichnis XI 4.1.3 Räumli
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Inhaltsverzeichnis XIII 9.3.1 Grund
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Inhaltsverzeichnis XV 14.5.2 Die Fr
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Inhaltsverzeichnis XVII 19.4 In Erp
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XX Mitarbeiter Dr.R.Müller Axaron
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2 J.F. Bille et al. die Linse. Sie
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4 J.F. Bille et al. Tabelle 1.1. Pa
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6 J.F. Bille et al. Abb. 1.5. (a) D
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8 J.F. Bille et al. Dies beeinfluß
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10 J.F. Bille et al. Abb. 1.10. Lon
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12 J.F. Bille et al. 1.3 Optische Q
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14 J.F. Bille et al. Abb. 1.14. Mod
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16 J.F. Bille et al. Tabelle 1.2. E
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18 J.F. Bille et al. diale Strecke.
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20 J.F. Bille et al. Abb. 1.19. Das
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22 J.F. Bille et al. Sehqualität.
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24 J.F. Bille et al. Hartmann-Shack
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28 J.F. Bille et al. 1.6 Wellenfron
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30 J.F. Bille et al. Verdampfung ab
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32 J.F. Bille et al. vorgegebenen C
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34 J.F. Bille et al. Abb. 1.33. Zie
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36 J.F. Bille et al. Abb. 1.36. Aus
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38 J.F. Bille et al. Literatur 1. B
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40 M. Niemz Abb. 2.1. Transmission
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42 M. Niemz Abb. 2.2. Optische Abbi
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44 M. Niemz 2.3 Beschichtungen, Spi
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46 M. Niemz Abb. 2.7. Prinzip des A
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48 M. Niemz wobei no, nao für den
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50 M. Niemz 2.6.3 Photomultiplier I
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3 Beugungsoptik R. Müller und T. F
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Seite 86 und 87: Das Beugungsintegral wird dann zu E
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Seite 90 und 91: 74 R. Grimm Anwendungen große Bede
Seite 92 und 93: 76 R. Grimm Die Kohärenzzeit ist d
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Seite 96 und 97: 80 R. Grimm wird Rayleigh-Länge ge
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Seite 100 und 101: 84 R. Grimm 4.3.2 Klassisches Oszil
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Seite 106 und 107: Amplitudenspektrum Frequenzbereich
Seite 108 und 109: 5.2.2 Dämpfung und Verstärkung 5
Seite 118 und 119: Kupfer- Block Nd:YVO Microchip Lase
Seite 126 und 127: 112 T. Dreier Abb. 6.1. Potentialku
Seite 128 und 129: 114 T. Dreier Abb. 6.2. Zweiniveaum
Seite 130 und 131: 116 T. Dreier Abb. 6.3. LIF-Anregun
Seite 132 und 133: 118 T. Dreier Abb. 6.5. Elektronisc
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Seite 136 und 137: 122 T. Dreier Probe zurücklegt, is
Seite 138 und 139: 124 T. Dreier Komponenten senkrecht
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Seite 146 und 147: 7.2.1 DFWM 7 Nichtlineare Laserspek
Seite 150 und 151: 8 Konfokale Mikroskopie in der Geno
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8 Konfokale Mikroskopie in der Geno
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Danksagung 8 Konfokale Mikroskopie
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180 S.W. Hell Was bedeutet nun Aufl
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182 S.W. Hell nicht ersetzen kann.
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184 S.W. Hell Abb. 9.2. Punktabbild
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186 S.W. Hell Punktabbildungsfunkti
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188 S.W. Hell und damit die erzeugt
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190 S.W. Hell die Anregung in den S
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192 S.W. Hell λ/(4c) =π/(2ω) ≈
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194 S.W. Hell ξ =6,25 × 10 4 , so
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196 S.W. Hell 9.2.4 Limitierende Ef
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198 S.W. Hell oder Probenzerstörun
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200 S.W. Hell Abb. 9.6. Zweiphotone
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202 S.W. Hell 9.2.7 Auflösung der
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204 S.W. Hell Abb. 9.9. Die gerechn
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206 S.W. Hell Abb. 9.10. Optische A
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208 S.W. Hell 9.3.2 Multiphotonen-4
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210 S.W. Hell Es gibt noch eine wei
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212 S.W. Hell hier nur am Rande bem
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214 S.W. Hell mikroskopie. In Kombi
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216 M. Hausmann 10.1 Historie Das e
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218 M. Hausmann Abb. 10.1. Prinzip
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220 M. Hausmann Während reine Anal
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222 M. Hausmann Abb. 10.3. Divergen
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224 M. Hausmann Aufgrund dieser ein
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226 M. Hausmann (r = Abstand von Ro
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228 M. Hausmann Sei ξ = 2πa λ un
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230 M. Hausmann 10.4 Fluoreszenzmar
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232 M. Hausmann tentials hier einge
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234 M. Hausmann Tröpfchenabriss) d
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236 M. Hausmann 34. Van Dilla MA, D
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238 H. Tiziani a b c Abb. 11.1. (a)
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240 H. Tiziani Abb. 11.3. Prinzip d
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242 H. Tiziani Für die Breite ∆y
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244 H. Tiziani Demnach wird das Bil
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246 H. Tiziani Abb. 11.5. Aufbau ei
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248 H. Tiziani ist ein höhenkodier
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250 H. Tiziani Objektwelle: U0(x) =
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252 H. Tiziani Hauptvorteile der ho
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254 H. Tiziani Abb. 12.2. Holograph
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13 Optische Interferometrie H. Tizi
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13.1.2 Räumliche Kohärenz 13 Opti
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13 Optische Interferometrie 261 Die
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13 Optische Interferometrie 263 Nac
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13 Optische Interferometrie 265 Gas
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13.3.1 Phasenschiebeverfahren 13 Op
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13 Optische Interferometrie 269 Abb
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13 Optische Interferometrie 275 Fas
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14 Lasersysteme J. Bille 14.1 Gasla
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14 Lasersysteme 281 Anwendungen. In
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14 Lasersysteme 283 Abb. 14.4. Eini
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14 Lasersysteme 285 Abb. 14.6. Emis
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Abb. 14.7. Energiepotentiale der Ed
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14 Lasersysteme 289 Abb. 14.9. Sche
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Abb. 14.10. Energieniveau eines org
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14 Lasersysteme 293 geringerer Wahr
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14 Lasersysteme 295 In diesem Fall
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14 Lasersysteme 297 Abb. 14.13. Lin
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14 Lasersysteme 299 Tabelle 14.7. V
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14 Lasersysteme 301 Halbleiter- ode
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14 Lasersysteme 303 zeigt eine Übe
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14.4 Ultrakurzpulslaser 14.4.1 Piko
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14 Lasersysteme 307 dieser Form gle
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Tabelle 14.10. Laserdaten: 1,5 W ps
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14 Lasersysteme 311 Für kleine Kon
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n (ω ) o a o n ( ω a 2 n ( ω ) 1
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14 Lasersysteme 315 Abb. 14.28. Pri
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14 Lasersysteme 317 Abb. 14.30. Obe
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Abb. 14.32. Gain-Guiding im Kristal
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14 Lasersysteme 321 Abb. 14.34. Auf
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15 Laser-Gewebe-Wechselwirkungen J.
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15.2 Photochemische Wechselwirkung
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Tabelle 15.3. Thermische Wechselwir
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15 Laser-Gewebe-Wechselwirkungen 32
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16 Laser in der Augenheilkunde J.F.
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16 Laser in der Augenheilkunde 347
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Abb. 16.7. Prinzipieler Aufbau eine
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Abb. 16.12. Prinzip der internen Sk
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366 C. Rumpf Hippokrates (460 v.Chr
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368 C. Rumpf 17.2.2 Minimal-invasiv
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370 C. Rumpf Abb. 17.4. Rechts: Fer
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372 C. Rumpf Abb. 17.6. Faserapplik
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374 C. Rumpf Abb. 17.9. Temperatur
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376 C. Rumpf Abb. 17.11. Röntgenau
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378 C. Rumpf Abb. 17.14. Experiment
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380 C. Rumpf Abb. 17.16. Kryomikrot
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382 C. Rumpf Abb. 17.18. Schnitt na
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384 C. Rumpf • die Temperaturabh
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386 C. Rumpf Unter der Annahme eine
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388 C. Rumpf 15. Helfmann J (1992)
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18 Stereotaktische Laserneurochirur
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Abb. 18.2. Prototyp der stereotakti
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18.3 Diagnosesysteme 18 Stereotakti
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Abb. 18.16. Oligo-Channel Spectrum
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Abb. 18.19. Aufbau eines Closed-Loo
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414 T. Pioch So ” schneidet“ be
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416 T. Pioch ist für das Pulpagewe
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418 T. Pioch 19.3.4 Photodisruptive
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420 T. Pioch Abb. 19.2. Oben: Raste
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422 T. Pioch Abb. 19.4. Aufgrund in
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424 T. Pioch lieren und gleichzeiti
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426 T. Pioch von abzweigenden Neben
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428 T. Pioch 19.5.7 ” Laserbiosti
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430 T. Pioch stehenden Lasersysteme
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432 T. Pioch 12. Frentzen M, Koort
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20 Lasersicherheit Gerätetechnik:
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20 Lasersicherheit Gerätetechnik 4
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448 Sachverzeichnis Brechkraft 41 B
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450 Sachverzeichnis Katarakt 353 Ke
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452 Sachverzeichnis optische Solito
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