Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik und Photonik

Q 28: Poster Festkörper- und Halbleiterlaser

Q 28.5: Poster

Montag, 7. März 2005, 11:00–12:30, Poster HU

Photonenstatistik in einem Vielmoden Festkörperlaser — •Oliver Back, Klaus Sengstock und Valeri M. Baev — Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg

Es ist bekannt, dass sich die Gesamtlichtemission eines Festkörperlasers durch die Kopplung an die verfügbare Inversion stabilisiert. Die Laseremission zeigt Gauss-verteiltes Rauschen, dessen Breite durch, z.B. die Spontanemission bestimmt ist. Dagegen zeigen die Photonenzahlen in einzelnen Moden eines Vielmodenlasers sehr starke Fluktuationen bis hin zur Gesamtphotonenzahl, wenn die Verstärkung homogen ist, d.h. allen Moden in vollem Umfang zur Verfügung steht. Allerdings führt die Sättigung der Inversion in realen Lasern z.B. durch die stehenden Lichtwellen eines Vielmodenlasers zu einer räumlichen Inhomogenität der Verstärkung und dementsprechend zu einer partiellen Entkopplung der Moden. Die numerischen Lösungen unseres entwickelten Ratengleichungsmodells zeigen, dass diese Entkopplung zu einer drastischen Veränderung der Photonenstatistik in individuellen Moden führt. Bereits bei einer relativen Inhomogenität der Verstärkung von lediglich 0.0001 reduzieren sich die Fluktuationen auf 50% des Mittelwerts. Diese Ergebnisse sind wichtig für die Entwicklung neuer Laserquellen, insbesondere von Mehr-Farben-Lasern.