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Spinflip-Raman-Laser

Laserphysik und -technik, SFRL, ein durchstimmbarer Laser, der auf magnetfeldabhängiger Raman-Streuung in einem Halbleiter basiert. Der Strahl eines Pumplasers mit der Frequenz np wird durch einen gekühlten Halbleiter geschickt, der sich in einem äusseren Magnetfeld befindet. Die Aufspaltung der Energieniveaus der Leitungselektronen im Halbleiter (Landau-Niveaus) E± = E0 ± gmBB hängt vom Landé-Faktor g, vom Bohrschen Magneton mB und von der Magnetfeldstärke B ab. Entsprechend entsteht bei stimulierter Raman-Streuung der einfallenden Photonen mit Leitungselektronen des Halbleiterkristalls Stokes-Strahlung oder Anti-Stokes-Strahlung mit Frequenzen n = np ± gmBB / h, so dass die Frequenzverschiebung durch die Magnetfeldstärke kontrolliert werden kann. Begrenzt wird der Durchstimmbereich vom Landé-Faktor und dem erreichbaren Magnetfeld; typische Werte liegen um 25 cm-1 / T. Der Spinflip-Raman-Laser wird wegen des grossen experimentellen Aufwands (Pumplaser, Hochfeld-Magnet, Kühlsystem) nur selten und primär für hochauflösende Spektroskopie im infraroten Spektralbereich mit CO- oder CO2-Pumplasern (l » 5 mm bzw. 10 mm) eingesetzt.

 

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