Technische Anwendungen des Lasers

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.