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Aufgabe

Hochleistungs-Rubinlaser

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

Während die kontinuierlich arbeitenden Helium-Neon-Gaslaser für den Schulbetrieb im Milliwatt-Bereich arbeiten, sind mit Hochleistungs-Festkörperlasern (z.B. ausgestattet mit Rubinstäben) Leistungen im Gigawatt-Bereich im Pulsbetrieb möglich.

a)Die Pulsdauer des Lasers sei 1,0·10-9s, seine Leistung 1,0GW.

Berechne die Energie, welche in dem Laserpuls steckt.

b)Die Energie der Photonen im Laserimpuls ist 1,79eV.

Berechne, wie viele Photonen der Laser bei einem Puls aussendet.

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a)\[E_{\text{puls}} = P \cdot t \Rightarrow E_{\text{puls}} = 1,0 \cdot 10^9 \cdot 1,0 \cdot 10^{-9} = 1,0 J\]

b)\[N = \frac{E_{\text{puls}}}{E_{\text{photon}}}    \Rightarrow   N = \frac{1,0}{1,79} \frac{J}{eV}\]\[\text{da } 1J = 6,24\cdot 10^{18} eV\]\[N = \frac{1,0 \cdot 6,24 \cdot 10^{18}}{1,79} \approx 3,5\cdot 10^{18}\]