FU Berlin Digitale Dissertation
Wiebke Zimmer : Nichtlineare optische Effekte bei der Wechselwirkung von Femtosekundenlaserpulsen mit Mikrotropfen Nonlinear optical effects by the interaction of femtosecond laser pulses with microdroplets
|Zusammenfassung| |Inhaltsverzeichnis| |Ergänzende Angaben|

Zusammenfassung Der Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung von nichtlinearen optischen Effekten, die durch Femtosekundenlaserpulse in Mikrotropfen erzeugt werden können. Es wird ein experimenteller Aufbau beschrieben, der mit hoher Präzision die Winkelabhängigkeit des von Mikrotropfen emittierten Lichtes detektieren kann. Die Messungen führen zu einem besseren Verständnis der in den Tropfen ablaufenden elementaren Prozesse, die insbesondere im Hinblick auf die Anwendung mit einem Femtosekunden-Lidar-System diskutiert werden. Die Frequenzverdreifachung ergibt eine starke Vorwärtsstreuung, die je nach Größenparameter eine unterschiedlich ausgeprägte Strukturierung aufweist. Für kleine Tropfen stimmen die Messungen sehr gut mit dem von D. Carroll und X.H. Zheng theoretisch vorhergesagten Verhalten überein. Für große Größenparameter ist diese Theorie aufgrund des Rechenaufwands derzeit nicht anwendbar. Daher wird aus einer Kombination von Mie-Theorie und geometrischer Optik ein einfaches Modell beschrieben, mit dem die Meßergebnisse interpretiert werden können. Zusätzlich ist zum ersten Mal die Erzeugung der Fünften Harmonischen in Mikrotropfen beobachtet und winkelabhängig gemessen worden. Bei der Wechselwirkung von Femtosekundenlaserpulsen mit Mikrotröpfchen kommt es zu einem explosionsartigen Verdampfen der Tropfen. Es konnten photographische Sequenzen aufgenommen werden, die die - in Bezug zur Tropfenmitte - asymmetrische Verdampfung des Tropfens und den ungefähren Zeitrahmen dieses Vorgangs beschreiben. Bei der Kontinuumsemission des Plasmas im sichtbaren Spektralbereich kann eine verstärkte Vorwärts- und Rückwärtsstreuung beobachtet werden, wobei die Vorwärtsstreuung leicht überwiegt. Die "Emissionsquelle" liegt aufgrund der verwendeten Laserintensitäten direkt nach Eintritt des Pulses in den Tropfen auf der dem Laser zugewandten Seite. Über inverses Ray-Tracing kann die beobachtete Winkelverteilung interpretiert werden. Bei der Verwendung von Tropfen, die aus einer 5-molaren Natriumchloridlösung bestehen, kann zusätzlich zum Plasmakontinuum die Emission der durch das Plasma angeregten Natriumatome spektral- und winkelaufgelöst gemessen werden. Dabei hat sich gezeigt, daß die Plasmafluoreszenz verstärkt in Rückwärtsrichtung emittiert wird.

Inhaltsverzeichnis Die gesamte Dissertation können Sie als gezippten tar-File oder als zip-File laden. Durch Anklicken der Kapitelüberschriften können Sie das Kapitel in PDF-Format laden:   Titel Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Troposphärisches Aerosol      2.1 Entstehung atmosphärischer Aerosole      2.2 Umwandlungsprozesse des troposphärischen Aerosols      2.3 Chemische Zusammensetzung      2.4 Auswirkung auf atmosphärische Prozesse      2.5 Meßverfahren 3 Theoretische Grundlagen      3.1 Nichtlineare optische Prozesse      3.2 Die klassische Mie-Theorie      3.3 Nichtlineare optische Effekte in Mikrotropfen      3.4 Laserinduzierter Durchbruch 4 Experimenteller Aufbau      4.1 Das Lasersystem      3.2 Tropfengeneration      3.3 Experimentsteuuerung und Meßverfahren 5 Resultate      5.1 Frequenzvervielfachung      5.2 Laserinduzierter Durchbruch      5.3 Plasmalumineszenz 6 Zusammenfassung 7 Literaturverzeichnis - - 1 5 5 9 11 12 16 21 22 27 37 46 53 53 64 65 69 70 94 96 107 111

Ergänzende Angaben:
Online-Adresse:	http://www.diss.fu-berlin.de/2001/30/index.html
Sprache:	Deutsch
Keywords:	microdroplets, nonlinear optics, THG, plasma spectroscopy
DNB-Sachgruppe:	29 Physik, Astronomie
Klassifikation PACS:	42.65.-k, 42.68.Ge
Datum der Disputation:	12-Feb-2001
Entstanden am:	Fachbereich Physik, Freie Universität Berlin
Erster Gutachter:	Prof. Dr. Ludger Wöste
Zweiter Gutachter:	Prof. Dr. Helmut Baumgärtel
Kontakt (Verfasser):	wiebke.zimmer@physik.fu-berlin.de
Kontakt (Betreuer):	woeste@physik.fu-berlin.de
Abgabedatum:	26-Feb-2001
Freigabedatum:	28-Feb-2001

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