D. Rosenberger

Technische Anwendungen des Lasers

Mitarbeit:Klement, E.; Köpf, U.; Lang, M.; Rauscher, G.

• Broschiertes Buch

Produktbeschreibung

Der Laser als Strahlungsquelle hoher Koharenz und Leuchtdichte hat seit seiner ersten Realisierung im Jahre 1960 bereits eine breite technische Anwendung gefunden. Sein Einsatz erstreckt sich derzeit iiberwiegend auf Aufgaben der MeBtechnik und Materialbearbeitung. Die Entwicklung bei der optischen Nachrichten-und Datentechnik sowie die Forschungs arbeiten auf den Gebieten der optischen Analyse und Photochemie lassen jedoch erkennen, daB der Laser auch in diesen Bereichen Einzug halten wird. 1m vorliegenden Buch werden die derzeit bedeutendsten technischen Anwendungsmoglichkeiten des Lasers behandelt. Nach einer Einfiihrung in die Grundlagen der technisch wichtigen Lasersender, Modulatoren und Detektoren werden in den ersten Abschnitten zunachst die Anwendungs bereiche vorgestellt, in denen der Einsatz des Lasers bereits technische Realitat ist. Ein breiter Raum ist dabei der LasermeBtechnik gewidmet: Justiertechnik, Dicken- und Entfernungsmessung, Geschwindigkeits messung und Kurzzeitphotographie sowie interferometrische MeBtechnik werden an einer Reihe von Beispielen ausfiihrlich erlautert. Ein betont praxisorientierter Abschnitt fiihrt in das Gebiet der Materialbearbeitung ein. Die Darstellung in diesen Abschnitten ist bemiiht, neben der Er lauterung der zugrunde liegenden physikalischen Effekte und MeB prinzipien auch praktische Hilfen fiir die aktuelle Anwendung zu geben. Diese Abschnitte wenden sich also gleichermaBen an Physiker, Ingenieure und Techniker.

Produktdetails

• Verlag: Springer / Springer Berlin Heidelberg / Springer, Berlin
• Artikelnr. des Verlages: 978-3-642-93031-7
• Softcover reprint of the original 1st ed. 1975
• Seitenzahl: 368
• Erscheinungstermin: 29. Dezember 2011
• Deutsch
• Abmessung: 235mm x 155mm x 20mm
• Gewicht: 563g
• ISBN-13: 9783642930317
• ISBN-10: 364293031X
• Artikelnr.: 36115341

Inhaltsangabe

1. Grundlagen.- 1.1. Überblick.- 1.2. Lasersender für technische Anwendungen.- 1.2.1. Allgemeines Laserprinzip.- 1.2.2. Eigenschwingungen von Laserresonatoren.- 1.2.3. Oszilationsverhalten von Lasern.- 1.2.4. Betriebszustände der Laser, Zeitverhalten der Laseremission.- 1.2.5. Zeitverhalten der Laserfrequenz, Frequenzstabilisierung.- 1.2.6. Gaslaser.- 1.2.7. Optisch gepumpte Festkörperlaser.- 1.2.8. Halbleiterinjektionslaser.- 1.3. Ausbreitung und Abbildung von Laserstrahlung.- 1.3.1. Strahlungskenngrößen.- 1.3.2. Abbildungsgesetze.- 1.3.3. Fokussierung im Nahbereich.- 1.3.4. Fokussierung auf große Entfernung.- 1.3.5. Bündelung von Laserlicht.- 1.4. Modulation und Ablenkung von Laserstrahlung.- 1.4.1. Überblick.- 1.4.2. Mechanische Modulation.- 1.4.3. Elektrooptische Modulatoren und Ablenker.- 1.4.4. Akustooptische Modulatoren und Ablenker.- 1.5. Detektoren für Laserstrahlung.- 1.5.1. Überblick.- 1.5.2. Detektorkenngrößen.- 1.5.3. Rauschen bei der Detektion von Strahlung.- 1.5.4. Photoröhren und Photovervielfacher.- 1.5.5. Photoleiter.- 1.5.6. Photodioden und Photoelemente.- 1.6. Literatur.- 2. Justier- und Längenmeßtechnik.- 2.1. Einführung.- 2.2. Laserjustiertechnik.- 2.2.1. Überblick.- 2.2.2. Laserjustierprinzipien.- 2.2.3. Praktische Detektionsmethoden und Anwendungen.- 2.3. Profilmessung durch Lasersonden.- 2.4. Abstands- und Dickenmessung durch Lasertriangulation.- 2.4.1. Überblick.- 2.4.2. Meßprinzip.- 2.5. Entfernungsmessung mit moduliertem Licht.- 2.5.1. Einleitung.- 2.5.2. Reichweite.- 2.5.3. Entfernungsmessung durch Laufzeitmessung.- 2.5.4. Entfernungsmessung durch Phasenvergleich.- 2.5.5. Meßfehler.- 2.5.6. Aufbau von Entfernungsmessern.- 2.5.7. Entfernungsmesser und ihre Anwendungen.- 2.6. Literatur.- 3. Messungen an bewegten Objekten.- 3.1. Geschwindigkeitsmessung mittels Doppler-Effekt.- 3.1.1. Einleitung.- 3.1.2. Grundlagen.- 3.1.3. Meßanordnungen.- 3.1.4. Signalanalyse.- 3.1.5. Meßfehler und Auflösungsvermögen.- 3.1.6. Anwendungsbeispiele.- 3.2. Kurzzeit- und Hochgeschwindigkeitsphotographie (U. Köpf).- 3.2.1. Einleitung.- 3.2.2. Laserlichtquellen.- 3.2.3. Aufnahmeanordnungen und Anwejadungsbeispiele.- 3.3. Literatur.- 4. Interferometrische Meßtechnik.- 4.1. Einleitung.- 4.2. Längenmessung mit dem Laserinterferometer.- 4.2.1. Michelson-Interferometer.- 4.2.2. Polarisations-Interferometer.- 4.2.3. Doppler-Effekt und Doppelfrequenzinterferometer.- 4.2.4. Kompensation von Umwelteinflüssen.- 4.2.5. Meßgenauigkeit und Meßbereich.- 4.2.6. Anwendungen von Laserinterferometern.- 4.3. Holographische Interferometrie.- 4.3.1. Entstehung holographischer Bilder.- 4.3.2. Holographische Versuchstechnik.- 4.3.3. Verfahren der holographischen Interferometrie.- 4.3.4. Auswertung holographischer Interferogramme.- 4.3.5. Technische Anwendungen der holographischen Interferometrie.- 4.4. Neuere kohärent-optische Verfahren.- 4.4.1. Messungen mit Hilfe der Granulation.- 4.4.2. Kohärent-optische Moiré-Verfahren.- 4.5. Literatur.- 5. Materialbearbeitung mit Laser.- 5.1. Allgemeine Grundlagen.- 5.1.1. Einleitung.- 5.1.2. Absorption von Laserstrahlung.- 5.2. Materialbearbeitung allgemein.- 5.2.1. Einleitung.- 5.2.2. Aufbau technischer Laseranlagen, Vorrichtungen und allgemeine Abschätzungen.- 5.3. Laserschweißen.- 5.3.1. Einleitung.- 5.3.2. Laserwahl und Werkstückanordnungen.- 5.3.3. Beispiele von Schweißungen.- 5.4. Trennen.- 5.4.1. Einleitung.- 5.4.2. Trennen von Glas und Keramik.- 5.4.3. Trennen von Metallen.- 5.4.4. Schneiden und Prägen von Papier.- 5.4.5. Schneiden von Kunststoffen.- 5.5. Bohren und Abtragen.- 5.5.1. Einleitung.- 5.5.2. Bohren.- 5.5.3. Abtragen.- 5.6. Plasmaerzeugung.- 5.6.1. Einleitung.- 5.6.2. Gasdurchschlag.- 5.6.3. Fusionsplasmen.- 5.6.4. Plasmadiagnostik.- 5.7. Literatur.- 6. Optische Nachrichtenübertragung.- 6.1. Überblick.- 6.2. Laserrichtfunk.- 6.2.1. Freiraumdämpfung.- 6.2.2. Die Atmosphäre als optischer Kanal.- 6.2.3. Systembetrachtungen.- 6.3. Optische Nachrichtentechnik mit Wellenleitern.- 6.3.1. Überblick.- 6.3.2. Linsenwellenleiter.- 6.3.3. Gradientenfaser mit Selbstfokussierung.- 6.3.4. Ummantelte Kernfasern.- 6.3.5. Verluste optischer Faserwellenleitern.- 6.3.6. Aufbau von Faserstrecken.- 6.3.7. Integrierte Optik.- 6.4. Literatur.- 7. Optische Datentechnik.- 7.1. Einleitung.- 7.2. Optische Informationsverarbeitung.- 7.2.1. Zweidimensionale Fourier-Transformation und Faltung.- 7.2.2. Kohärent-optische Raumfrequenzfilterung.- 7.2.3. Angepaßte Filterung und Zeichenerkennung.- 7.2.4. Bildverbesserung.- 7.2.5. Simulation von Antennen-Strahlungs-Diagrammen.- 7.2.6. Auswertung von Seitensichtradardaten.- 7.3. Optische Datenspeicherung.- 7.3.1. Eignung optischer Verfahren zur Datenspeicherung.- 7.3.2. Lokalisierte Speicherung digitaler Daten.- 7.3.3. Blockorganisierte holographische Festwertspeicher.- 7.3.4. Wortorganisierte holographische Festwertspeicher.- 7.3.5. Holographische Bandspeicher.- 7.3.6. Löschbare holographische Datenspeicher.- 7.3.7. Ausblick.- 7.4. Literatur.- 8. Analyse und Photochemie.- 8.1. Einleitung.- 8.2. Analyse durch elastische Lichtstreuung.- 8.2.1. Einführung.- 8.2.2. Elastische Lichtstreuung.- 8.2.3. Messung der Vorwärtsstreuung.- 8.2.4. Messung der Rückstreuung (Lidar).- 8.2.5. Messung der Extinktion.- 8.2.6. Messung der Verluste in einem Laserresonator.- 8.3. Laserspektroskopie.- 8.3.1. Einführung.- 8.3.2. Laser für die Spektroskopie.- 8.3.3. Absorptionsspektroskopie.- 8.3.4. Fluoreszenzspektroskopie.- 8.3.5. Raman-Spektroskopie.- 8.4. Laser in der Mikroanalyse.- 8.4.1. Einführung.- 8.4.2. Mikrospektralanalyse.- 8.4.3. Mikrogasanalyse.- 8.5. Photochemie.- 8.5.1. Übersicht.- 8.5.2. Reaktionen mit selektiver Anregung (Isotoptentrennung).- 8.5.3. Reaktionskinetik.- 8.6. Literatur.- 9. Laser in Medizin und Biologie, Laserstrahlenschutz.- 9.1. Überblick.- 9.2. Wechselwirkung zwischen Laserlicht und biologischen Systemen.- 9.2.1. Allgemeines zur Wechselwirkung.- 9.2.2. Absorptionsprozesse.- 9.3. Anwendungen.- 9.4. Laserstrahlenschutz.- 9.4.1. Primäre Gefahren.- 9.4.2. Schutz gegen die primären Gefahren.- 9.4.3. Schutz gegen sekundäre Gefahren.- 9.4.4. Schlußbemerkung.- 9.5. Literatur.