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Lexikon der Optik: Spin-flip-Laser

Spin-flip-Laser, eine durchstimmbare Strahlungsquelle für das nahe Infrarot, die auf der Raman-Streuung einer intensiven eingestrahlten Welle in einem Halbleiter (vornehmlich InSb, InAs) beruht. Die Raman-Streuung ist mit einem Umklappen des Spins (engl. spin flip) der Leitungselektronen in einem äußeren Magnetfeld H verknüpft. Die entsprechende, zu H proportionale Energieänderung der Elektronen gibt, nach Division durch das Plancksche Wirkungsquantum h, die Frequenzverminderung an, die die eingestrahlte Welle bei der Streuung erfährt. Es entsteht so eine über H in ihrer Frequenz kontinuierlich abstimmbare Stokes-Strahlung. Durch deren optische Rückkopplung mit Hilfe eines optischen Resonators kann man erreichen, daß das System vom Verstärkungszustand in einen Oszillationszustand (Laser), also in einen Laserbetrieb übergeht. Mit InSb läßt sich z.B. durch Pumpen mit CO2-Laserstrahlung kohärente Strahlung mit einer zwischen 9,2 und 15 μm abstimmbaren Wellenlänge erzeugen. Generell zeichnet sich der S. durch eine geringe Linienbreite (bis zu 1 kHz) aus; nachteilig ist jedoch, daß zur Abstimmung große magnetische Flußdichten (bis zu 10 T) erforderlich sind.

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