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Verstärkung und Lasing ohne Inversion in Quecksilber bei 253.7 nm und 185 nm

汞中 253.7 nm 和 185 nm 处的放大和激光发射，无需反转

基本信息

批准号：
210427195
负责人：
Professor Dr. Thomas Walther
金额：
--
依托单位：
Arbeitsgruppe Laser und Quantenoptik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2012
资助国家：
德国
起止时间：
2011-12-31 至 2015-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/210427195?language=en
关键词：
Verst rkung und Lasing ohne

项目摘要

Der Aufbau kontinuierlich arbeitender Laser im UV- und VUV-Bereich stellt wegen der kürzer werdenden Lebenszeiten der am Prozess beteiligten Laserniveaus eine große Herausforderung dar. Einen Ausweg bietet hier die Methode des ”Lasing without Inversion”, also einen Laserprozess ohne Populationsinversion zu erzeugen. Hinter diesem Begriff versteckt sich ein kohärenter Mechanismus, in dem die Atome so in einen kohärenten Zustand gepumpt werden, dass die Absorption der Laserwellenlänge verhindert wird. So reicht dann bereits eine kleine Zahl von Atomen im oberen Laserzustand, um den Laser oberhalb der Schwelle betreiben zu können.Die bisherigen Experimente zu dieser Methode beschränkten sich auf 3-Niveau-Systeme in Λ- oder V-Konfiguration und demonstrierten das Funktionsprinzip ohne wirklich das Potential der Methode zu nutzen, d.h. es wurde keine kurzwelligere Strahlung erzeugt als im Experiment zum Aufbau der Kohärenz benutzt werden musste. Wir schlagen hier vor, durch die Verwendung von vier atomaren Niveaus in Quecksilber erstmals UV-Strahlung durch ”Lasing without Inversion” bei 253.7 nm und 185 nm zu erzeugen. Durch die Erweiterung auf das 4-Niveau-System und geschickte geometrische Wahl der Ausbreitungsrichtungen der Laser kann zudem der Doppler-Effekt ausgeglichen werden, so dass die Verwendung einer einfachen Quecksilberzelle möglich wird. Zusätzlich wird dadurch erreicht, dass Laserverstärkung nur in einer wohl definierten Richtung stattfindet. Dies ist wichtig, da dies die Erzeugung kohärenter Strahlung auch dann ermöglicht, wenn für die kurzwelligen Strahlungen keine geeigneten Spiegelmaterialien existieren. Eine Übertragung auf andere atomare Systeme mit noch kurzwelligeren Übergängen ist möglich.

Der Aufbau kontinuierlich arbeitender Laser im UV-and VUV-Bereich stellt wegen der kürzer werdenden Lebenszeiten der am Prozess beteiligten Laserniveaus eine große Herausforderung dar.本文介绍了一种“无反转激光”的方法，以及一种利用粒子数反转的激光加工方法。在这座城市的后面，有一个共同的机制，在这个原子中，一个共同的Zustand韦尔登，激光的吸收将受到阻碍。因此，在激光器上有一个原子的小扎，激光器上有一个更好的形状，这个方法的实验可以在3-Niveau-System中进行，也可以在V-配置中进行，并证明了该方法的功能。必须在建造韦尔登的实验中进行无辐射辐射测试。我们通过对四个原子核的紫外辐射实验，发现了在253.7 nm和185 nm波长下的“无反转激光”紫外辐射。在4-Niveau-System上进行误差校正，并对激光器的增益进行几何校正，可使多普勒效应增大韦尔登，从而使校正结果更加精确。因此，激光检测只在一个明确的统计数据中进行。Dies ist wichtig，da dies Erzeugung kohärenter Strahlung auch dann ermöglicht，wenn für die kurzwelligen Strahlungen keine geigneten Spiegelmaterialialien profiteren.一个在原子系统上的巨大悲剧，再加上一个巨大的悲剧，实在是太伟大了。