X
  GO
Ihre Mediensuche
Suche
Zweigstelle
Medienart


5 von 5
Photonik
eine Einführung in die Grundlagen
VerfasserIn: Reider, Georg A.
Verfasserangabe: Georg A. Reider
Jahr: 2005
Verlag: Wien [u.a.], Springer
Mediengruppe: Buch
nicht verfügbarnicht verfügbar
Exemplare
 ZweigstelleStandorteStatusFristVorbestellungen
 Vorbestellen Zweigstelle: 07., Urban-Loritz-Pl. 2a Standorte: NN.PT Reid / College 6a - Naturwissenschaften Status: Entliehen Frist: 24.05.2022 Vorbestellungen: 0
Inhalt
Seit der Erfindung des Lasers hat die Photonik, d.h. die kontrollierte Erzeugung, Ausbreitung und Detektion von (kohärentem) Licht, große Bedeutung erlangt und beeinflußt in der optischen Nach-richtentechnik und der optisch vermittelten Datenspeicherung nicht zuletzt unser tägliches Leben. [...] Die erste Hälfte des Buches ist der Propagation von Licht gewidmet. Ausgehend von den grund legenden Eigenschaften elektromagnetischer Wellen werden die Ausbreitung ebener Wellen und strahlartiger Wellenfelder in Materie dargestellt und Interferenzphänomene optischer Felder beschrieben. Eine Diskussion der Eigenschaften dielektrischer Wellenleiter, welche die heute technisch bedeutenden Glasfasern und Wellenleiterelemente umfaßt, bildet den Abschluß dieses ersten Teils. Danach wird auf die Wechselwirkung von Licht und Materie und die Wirkprinzipien des Lasers eingegangen. Neben Verfahren zur Erzeugung von Lichtimpulsen werden verschiedene Lasertypen und ihre technischen Ausführungsformen vorgestellt. Eine kurze Einführung in die nicht-lineare Optik und die Photodetektion runden das Buch ab. Die physikalischen Grundlagen der Photonik werden eingehend und sorgfältig erläutert. Auch begrifflich schwierige Sachverhalte, etwa die Kohärenz von Licht oder die Photonenstatistik, sind in sehr anschaulicher Weise dargestellt. Im ersten Teil gelingt dem Autor eine gut verständliche und überschaubare Darstellung der in der Optik angewandten mathematischen Konzepte. [...] Das Buch ist Studierenden der Physik und der Elektrotechnik als Einstieg in die Photonik sehr zu empfehlen und vermittelt auch im Selbststudium die faszinierenden Errungenschaften dieses Gebiets. (vollst. Rezension von T. Elsässer auf www.pro-physik.de)
 
/ AUS DEM INHALT: / / /
1 Licht als elektromagnetische Welle 1
1.1 Das elektromagnetische Feld 2
1.2 Die Wellengleichung 4
1.3 Ausbreitungsgeschwindigkeit 8
1.3.1 Phasengeschwindigkeit 8
1.3.2 Gruppengeschwindigkeit 9
1.3.3 Strahlgeschwindigkeit* 10
1.4 Energietransport 11
1.5 Polarisationszustände des Lichts 16
1.5.1 JONES-Formalismus 17
1.5.2 Zirkular polarisierte Basis 24
1.5.3 Polarisationseigenzustände 25
 
2 Ebene Wellen in Materie 27
2.1 Übergang zwischen verschiedenen Medien 28
2.1.1 Phasenanpassung 28
2.1.2 Reflexions- und Transmissionskoeffizienten 32
2.1.3 Totalreflexion 39
2.2 Brechungsindex und Absorption 44
2.2.1 Lineares Oszillator-Modell 44
2.2.2 Absorption und Reflexion 47
2.2.3 Freies Elektronengas-Modell der Metalle 50
2.2.4 KRAMERS-KRONIG-Beziehungen* 53
2.3 Wellenausbreitung in anisotropen Medien 55
2.3.1 Ausbreitung in Richtung der Hauptachsen 60
2.3.2 Ausbreitung in beliebigen Richtungen 61
2.3.3 Doppelbrechende Bauelemente 70
2.3.4 Wellenausbreitung in elektrooptischen Medien 71
2.3.5 Flüssigkristall-Bauelemente 77
2.4 Spezielle Ausbreitungseffekte 79
2.4.1 Optische Aktivität 79
2.4.2 Magnetooptischer Effekt 81
2.4.3 Wellenausbreitung in bewegten Medien 83
 
3 Strahl- und Impulsausbreitung 87
3.1 Strahlartige Wellenfelder 87
3.1.1 Paraxiale Wellengleichung 87
3.1.2 GAUSSsche Strahlen 88
3.1.3 Optische Komponenten im GAUSSschen Strahl 94
3.1.4 ABCD-Transformation des GAUSSschen Strahls 101
3.1.5 HERMiTE-GAUSSsche Strahlen 106
3.1.6 FoURiER-optische Behandlung der Strahlausbreitung 108
3.2 Impulsausbreitung in Materie 111
3.2.1 Dispersive Ausbreitungseffekte 111
3.2.2 Nichtlineare Ausbreitungseffekte 122
3.2.3 Kombinierte nichtlineare und dispersive Effekte, Solitonen 125
 
4 Interferenz optischer Felder 129
4.1 Zweistrahlinterferenz 129
4.1.1 MlCHELSON-Interferometer 130
4.1.2 MACH-ZEHNDER- und SAGNAC-Interferometer 133
4.1.3 Streumatrix 133
4.1.4 YoUNGscher Doppelspalt 136
4.2 Vielstrahlinterferenz 138
4.2.1 Optische Liniengitter 139
4.2.2 Dielektrische Vielschichtsysteme 141
4.2.3 FABRY-PEROT-Interferometer 146
4.3 Resonatoren 150
4.3.1 Kugelspiegel-Resonatoren 152
4.3.2 Hohlraumresonatoren 158
4.4 Kohärenz 159
4.4.1 Zeitliche Kohärenz 159
4.4.2 Räumliche Kohärenz 164
 
5 Dielektrische Wellenleiter 165
5.1 Planare Wellenleiter 166
5.1.1 Eigenmoden des planaren Wellenleiters 167
5.1.2 Transversales Modenprofil 171
5.1.3 Dispersionsrelation 172
5.2 Glasfaser-Wellenleiter 174
5.2.1 Gradientenindex-Glasfaser-Wellenleiter 174
5.2.2 Stufenindex-Gläsfaser-Wellenleiter 176
5.2.3 Verluste und Dispersion 183
5.3 Wellenleiterintegrierte Optik 188
5.3.1 Wellenleiterkoppler 189
5.3.2 Eigenmoden des Wellenleiterkopplers 196
5.3.3 Wellenleitergitter 199
5.3.4 Wellenleiter-Interferometer und -Modulatoren 207
5.3.5 Aktive Wellenleiterkomponenten 212
 
6 Wechselwirkung Licht/Materie 215
6.1 Übergänge im Zwei-Niveau-System 215
6.2 Absorption und stimulierte Emission 222
6.3 Spontane Emission 224
6.4 Linienformen 226
6.5 Sättigung der Absorption 230
6.6 Kohärente Lichtverstärkung 234
6.7 Optische Wechselwirkung mit Halbleitern 238
6.7.1 Energie-Zustände im Halbleiter 238
6.7.2 Optische Übergänge in Halbleitern 244
6.7.3 Verstärkungsbedingung 248
6.7.4 Ladungsträger-induzierte Brechungsindexänderung 251
 
7 Optische Oszillatoren 253
7.1 Stationäres Verhalten 254
7.1.1 Vier-Niveau-Ratengleichungen 254
7.1.2 Laser-Kennlinie 256
7.1.3 Drei-Niveau-Laser 260
7.2 Frequenz- und Zeitverhalten von Lasern 261
7.2.1 Viellinien- und Einzellinienbetrieb 261
7.2.2 Modenauswahl 262
7.2.3 Theoretische Linienbreite 265
7.2.4 Relaxationsoszillationen und Gewinnmodulation 266
7.3 Gepulste Laser 270
7.3.1 Verstärkungs-Schalten 270
7.3.2 Güte-Schalten 271
7.3.3 Modenverkopplung 273
7.4 Atomare und molekulare Laser 278
7.4.1 Atomare Festkörper-Laser 280
7.4.2 Gas-Laser 286
7.5 Halbleiter-Laser 288
7.5.1 Homostruktur-Laser 289
7.5.2 Heterostruktur-Laser 292
7.5.3 Quantum-well-Laser 294
7.5.4 Ausfuhrungsformen und Betriebseigenschaften 297
 
8 Nichtlineare Optik und Akustooptik 305
8.1 Nichtlineare Suszeptibilität 305
8.2 Frequenzmischung in nichtlinearen Medien 308
8.3 Anharmonischer Oszillator 312
8.4 Nichtlineare Prozesse zweiter Ordnung 314
8.4.1 Frequenzverdopplung 314
8.4.2 Parametrische Verstärkung 324
8.4.3 Parametrische Frequenzkonversion* 328
8.5 Nichtlineare Prozesse dritter Ordnung 329
8.5.1 Frequenzverdreifachung : . 329
8.5.2 Optischer KERR-Effekt 330
8.5.3 RAMAN-Verstärkung 334
8.5.4 Phasenkonjugation .' 336
8.6 Elektrooptische Effekte 340
8.6.1 Linearer elektrooptischer Effekt 341
8.6.2 Quadratischer elektrooptischer Effekt* 342
8.6.3 Feldinduzierte Frequenzverdopplung* 343
8.7 Akustooptik 344
 
9 Photodetektion 351
9.1 Photoelektrischer Effekt 351
9.1.1 Photoelektronen-Vervielfacher-Röhren 352
9.1.2 Halbleiter-Photodioden 355
9.1.3 Photoleiter 363
9.2 Detektorkenngrößen 364
9.3 Photometrische Maßeinheiten 365
9.4 Photonenstatistik 366
 
Literatur 371
Sachverzeichnis 375
Details
VerfasserIn: Reider, Georg A.
VerfasserInnenangabe: Georg A. Reider
Jahr: 2005
Verlag: Wien [u.a.], Springer
Systematik: NN.PT
ISBN: 3-211-21901-3
Beschreibung: 2., überarb. und erw. Aufl., XII, 386 S. : graph. Darst.
Fußnote: Literaturverz. S. 371 - 374
Mediengruppe: Buch