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Re: Der Wrmepumpen-Wahnsinn

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Rolf Bombach wrote:
> 
> Carla Schneider schrieb:
> >
> > Die Frage ist natuerlich warum das so genau ist, normalerweise bestimmt beim
> > Laser die Laenge des Resonators die Wellenlaenge,
> 
> Die Länge des Resonators bestimmt die Struktur des Frequenzkamms, der
> in Resonanz ist, also den Modenabstand.

Sie bestimmt auch die genaue Lage der Moden, naemlich so dass die 
Resonatorlaenge ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlaenge ist.
Wenn das Lasermedium die exakte Frequenz bestimmt dann wuerde man nur eine 
Wellenlaengen-Mode sehen, und auch nur dann wenn die Laenge des Resonators 
exakt stimmt. Man muesste die Laenge des Resonators langsam aendern bis er irgendwann
zu schwingen anfaengt, und dann konstant halten.
Aber so scheint es ja nicht zu sein...


> 
> > und in einem Gas gibts
> > Dopplerverbreiterung, also warum ist die Wellenlaenge dieses Lasers
> > so gut definiert ?
> 
> Dadurch wird aber die Emissionsfrequenz nicht verbreitert. Es schwingen
> "nur" ggf mehrere Moden an.

Wenn die Emissionsfrequenz breit genug ist schwingen mehrere Moden an,
und wo die genau liegen wird durch die Resonatorlaenge bestimmt.
Je laenger der Resonator um so genauer, aber die Moden liegen
dann auch dichter nebeneinander, wellenlaengenmaessig.

> Es ist recht einfach, nur eine Mode aus
> dem Gerät auszukoppeln und die Resonatorlänge auf die Mitte des
> Dopplerpeaks zu stabilisieren (Facharbeit, Masterarbeit maximal).
> Da reicht dann ein Polarisations-Strahlteilerwürfel, zwei Fotodioden
> und eine geregelte Heizfolie um das Laserrohr.

D.h. die Laenge des Resonators wird ueber die Temperatur
so eingestellt dass die Wellenlaenge genau in der Mitte eines Peaks liegt.
Wie findet man denn die Mitte so genau ?


> 
> Teurer wird's vorallem durch isotopenreines Neon im Laser.

90% des Neon sind ein Isotop, die restlichen 10 Prozent zwei andere.
Wuerde der Laeser auf der Wellenlaenge der seltenen Isotope ueberhaupt
schwingen, bzw. waere es nicht einfach die intensivere Linie zu erkennen 
und auszuwaehlen ?


> 
> Für die allermeisten Anwendungen, inklusive Interferometer mit
> OPD im Meterbereich, sind solche Laser völlig ausreichend.
> 
> https://www.sios-precision.com/produkte/stabilisierte-he-ne-laser
> 
> > Es hat wohl damit zu tun:
> > https://web.archive.org/web/20060721065251/http://museum.nist.gov/object.asp?ObjID=50
> > Nur das erklaert auch nicht wie es gemacht wird und warum es so genau ist, also
> > wie der Jod-stabilisierte Helium Neon Laser funktioniert.
> 
> Da ist dann eine Iodzelle, weitere Fotodiode und ein Piezo zur
> Modulation der Resonatorlänge nötig, ist aber überschaubar und
> auch für den Hobbybastler machbar.

Ich wollte wissen wie es theoretisch funktioniert, also wie es kommt
dass ich mit einem ganz anderen Element mit anderen Resonanzfrequenzen
einen Laser auf einen Uebergang im Neon-Atom stabilisieren kann,
der ja die Referenzwellenlaenge liefern soll.

Leider finde ich darueber nichts im Netz.
Ein Piezo zur Modulation der Resonatorlaenge sagt mir aber etwas damit
kann man die Resonanzwellenlaenge des Lasers einstellen,
bzw. schnell genug durchfahren um die Linie zu finden.

> 
> Die Technik ist heute so weit, dass man auch kostengünstige
> und kompakte Diodenlaser auf Iodlinien stabilisieren kann.

Wenn man einen Laser auf eine Jodlinie stabilisiert, dann waere
doch das Jod und nicht das Neon das Wellenlaengennormal ?
Oder geht dieses Stabilisieren irgendwie anders, es ist auf
jeden Fall nicht leicht zu finden im Netz.

z.B.:
https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20060004117/downloads/20060004117.pdf
Aber das passt ueberhaupt nicht, denn hier ist das Wellenlaengennormal
das Jod bei 532nm.

https://en.wikipedia.org/wiki/Helium%E2%80%93neon_laser
-------
 Frequency-stabilized versions enable the wavelength of a single mode to 
be specified to within 1 part in 10^8 by the technique of comparing the 
powers of two longitudinal modes in opposite polarizations.[6] Absolute 
stabilization of the laser's frequency (or wavelength) as fine as 2.5 
parts in 10^11 can be obtained through use of an iodine absorption cell.
------
Leider steht nicht drin wie das funktioniert.


> 
> https://tem-messtechnik.de/produkte/diodenlaser-lasy-633/
> 
> Im Labor Demtröder hat mich eine Iodzelle fast in den Wahnsinn
> getrieben. Die Wellenlängen stimmten nicht. Ich hab dann eine
> zweite Iodzelle gefunden, beide hintereinander gestellt und mit
> einem abstimmbaren Single-Mode Farbstofflaser durchgeleuchtet.
> In der Tat traten abwechslungsweise in den Zellen Fluoreszenzen
> auf. Was ja nicht möglich ist, da es nur ein Iod-Isotop gibt.
> 
> Hab dann nachgefragt, was es mit dieser Zelle auf sich haben
> könnte. "Die haben wir mal aus Karlsruhe gekriegt, anderes
> Isotop." Hab das Ding dann sehr vorsichtig verpackt und ganz
> hinten in den Schrank gestellt. Physiker halt.

Jod 129 15 Mio Jahre Halbwertszeit, kuenstlich hergellt...

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Re: Der Wrmepumpen-Wahnsinn Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2023-10-08 23:45 +0200
  Re: Der Wrmepumpen-Wahnsinn Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2023-10-09 11:00 +0200
    Re: Der Wrmepumpen-Wahnsinn Sieghard Schicktanz <Sieghard.Schicktanz@SchS.de> - 2023-10-09 20:48 +0200
      Re: Der Wrmepumpen-Wahnsinn Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2023-10-11 09:08 +0200
        Re: Der Wrmepumpen-Wahnsinn Sieghard Schicktanz <Sieghard.Schicktanz@SchS.de> - 2023-10-11 20:51 +0200
          Re: Der Wrmepumpen-Wahnsinn Carla Schneider <carla_schn@proton.me> - 2023-10-13 11:36 +0200
        Re: Der Wrmepumpen-Wahnsinn Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2023-10-29 18:19 +0100

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