Full Description
Der erste Laser wurde bereits Anfang 1960 als LaborgerÞt gebaut. Erst in den vergangenen zwanzig Jahren ist es aber gelungen, Laser zuverl Þssiger, stabiler, kompakter und billiger zu erzeugen. Seither schreitet der Siegeszug von Lasern unaufhaltsam voran. Viele "technische Errungenschaften", insbesondere in der Produktionstechnik, basieren auf dem Einsatz von Lasern. Die Lasertechnik ist heute ein eigenstÞndiges Fachgebiet. Mit der Entwicklung langlebiger stabiler und billiger Halbleiterlaser in Kombination mit moderner Optik sowie einer leistungsfÞhigeren Elektronik und der.
Contents
I Grundlagen 1
1 Die Natur des Lichts 3
Was sind elektromagnetische Wellen ? 5
Mobilfunk und Radiosender 7
Lichtquanten 8
Das Bohr'sche Atommodell 9
Quantenmechanik f_r Fußg_nger 12
2 Atome, Molek_le, Festkçrper 17
Atomspektren 17
Molek_le, Gase 18
Fl_ssigkeiten 21
Kristalline Festkçrper 22
Amorphe und semikristalline Festkçrper, weiche Materie 28
3 Laser 31
Scheinwerfer- und Laserstrahlen 31
Aufbau 31
Stimulierte Emission 33
Prinzip des 3-Niveau-Lasers 35
4 Lasertypen und Eigenschaften 37
Gaslaser 37
Festkçrperlaser 39
Farbstofflaser 39
Intensit_t / Energiedichte 40
Monochromasie 40
Koh_renz 40
Zeitliche Lokalisierung 43
Abbildung von Laserlicht 44
5 Laser-Materie Wechselwirkungen 47
Photochemische und photophysikalische Prozesse 49
Laserinduzierte thermische Prozesse 50
Plasmen 52
Anwendungen - ein _berblick 54
II Unterhaltungs-, Druck- und Informationstechnologie 59
6 CD- und DVD-Speicher 61
Das Dual-Layer-Prinzip 64
Einmalig und wiederbeschreibbare CDs 65
7 Strichcode-Leseger_te 67
Standard-Codierungen 68
Zuk_nftige Entwicklungen 69
8 Der Laserdrucker 71
Tonerteilchen, der Farbdruck 74
Laserdrucker und Tintenstrahldrucker 75
9 Holographie 77
Das Prinzip 78
Rekonstruktion des Bildes 80
Weißlichtholographie 81
Photographie oder Holographie? 83
Pr_gehologramme, Sicherheitsmerkmale 84
Computergenerierte Hologramme 84
Optische Speicher 85
Dreidimensionales Sehen 85
10 Telekommunikation 87
Komponenten f_r die optische Telekommunikation 88
Glasfasern 89
Vor- und Nachteile der Glasfasertechnik 91
Sonstige Anwendungen optischer Wellenleiter 91
Absorption und Streuung 92
Signaldegradation durch Dispersion 94
Wellenl_ngen- und Zeitmultiplexing 95
11 Teleportation, Quantenkryptographie 97
_berlagerungszust_nde 98
Verschr_nkung 99
Alice, Bob und Eve 100
Quantencomputer 101
III Laser in der industriellen Fertigung 103
12 Laserschneiden 105
13 F_gen von Materialien 109
Laserschmelzkleben 109
Lçten 109
Schweißen 110
14 Bearbeitung von Oberfl_chen 113
Laserpolieren 113
H_rten 116
Oberfl_chenlegieren 118
15 Beschichtungen, Erzeugung von 3D-Strukturen 119
Laser-Beschichtungsverfahren 119
Herstellung von 3D-Strukturen 121
16 Mikro- und Nanotechnologie 123
Einspritzd_sen 124
Tintenstrahldrucker 124
Mikroreaktoren 126
Strukturierung d_nner Filme / Schichten 127
Markieren / Beschriften 127
17 Chips und Sensoren 129
Optische Lithographie 129
Inspektion und Bearbeitung 132
Zuk_nftige Entwicklungen 132
Laser-Sensoren 133
18 Flachbildschirme 135
Farbbildschirme 140
Organische Leuchtdioden 140
LED Displays 141
Laser-Projektion 141
IV Messtechnik, Chemische Analyse, Umwelttechnik 143
19 Messtechnik 145
Entfernungs-, topographische Messungen 145
Geschwindigkeitsmessungen 148
Holographische Interferometrie 149
Laser-Waffen und Navigation 150
20 Laser-Mikro- und -Nanoskopie 153
Laser-Rastermikroskopie 154
Konfokale Mikroskope 154
Nanoskopie 156
21 Laser in der Analytik 159
LIBS 160
Gas- und Fl_ssigkeitssensoren 161
22 Lidar 163
V Biotechnologie, Medizin, Kunst 167
23 Biophotonik 169
Optische Pinzette 169
Spektroskopische und bildgebende Verfahren 170
Laser-Mikrodissektion 172
Das Laser-Mikroskalpell 173
24 Augenheilkunde 175
Allgemeine Bemerkungen 175
Hinterer Augenabschnitt 176
Vorderer Augenabschnitt 178
25 Dermatologie und Chirurgie 181
Weitere Anwendungen 183
26 Diagnostik, Herstellung von Implantaten 185
27 Restauration von Geb_uden und Kunstwerken 187
Kunstgegenst_nde aus Metall 188
Fresken, _lbilder 188
Modelle, Gravuren 189
Analyse / Herkunft von Kunstgegenst_nden 189
Anhang 191
Physikalische Konstanten, mathematische Abk_rzungen, Symbole 191
Glossar 193
Literaturverzeichnis 199
Stichwortverzeichnis 201
