fb557ec2107eb1d6 hat geschrieben:
Für die "Resonanz" ist es wichtig, dass alle Wellen, die von links nach rechts laufen an jeder Stelle im Laser in Phase sind und dass alle Wellen, die von rechts nach links laufen an jeder Stelle im Laser in Phase sind. Das ist eben nur für bestimmte Frequenzen von harmonischen Wellen der Fall.
Oder anders gesagt: Wird Licht an einem optisch dichteren Medium oder einer Metalloberfläche reflektiert, so sind die einfallende und die reflektierte Welle um λ/2 gegeneinander verschoben. Da dies auch am gegenüber liegenden Spiegel passiert, muss die Modenlänge ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge sein, damit jede nach rechts laufende Welle sich mit jeder nach rechts laufenden Welle deckt und jede nach links laufende Welle sich mit jeder nach links laufenden Welle deckt. Dadurch entsteht die Verstärkung des Laserstrahls.
fb557ec2107eb1d6 hat geschrieben:
Im Übrigen ist es NICHT das EM-Feld (Licht) im Laser, das für die Anregung/Stimulation sorgt, sondern eine externe Energiequelle. Bei der Laser-Diode z.B. die angelegte Gleichspannung und der daraus resultierende Gleichstrom, die für eine Besetzungsinversion der Energiebänder sorgt.
So ist es. Ein Helium-Neon-Laser ist prinzipiell eine Gasentladungslampe, aber eben mit den beiden Spiegeln. Ich habe auch nie behauptet, dass die Stimulierung der Atome durch die stehende Welle erfolgt, sondern dieser eine Funktion von der Art eines Kammfilters zugeschrieben. Ernst war wohl der Ansicht, die Atome würden von den Sinusschwingungen der Resultierenden angeregt. Richtig ist, dass Atome durch Energiezufuhr Wellen mit typischen Wellenlängen emittieren (auf den genauen Vorgang der stimulierten Emission muss man hier nicht eingehen), die eben ganzzahlig mit λ/2 zwischen die Spiegel passen oder nicht. Tun sie's nicht, so werden diese Wellen nicht verstärkt, da sie nicht gleichphasig zwischen den Spiegeln laufen werden.
Die durch Stimulation erzeugten Wellen sind aber nach SRT doppler-verschoben und das kann dazu führen, dass sie dann nicht mehr ganzzahlig mit λ/2 zwischen die Spiegel passen und daher keinen gleichphasig laufenden Verbund zwischen den Spiegeln bilden können. Solche Verhältnisse müssten je nach Wellenlänge und Spiegelabstand bei unterschiedlichsten Relativgeschwindigkeiten auftreten, wenn auch nicht nicht in jedem Fall.
Haben wir eine Wellenlänge von 1,25667548, dann funktioniert der Laser bei einer Modenlänge von 12,5667548, weil zwischen die Spiegel genau 10 Wellenlängen passen. Bei v=0,3c verschiebt sich dieses Verhältnis (unter Berücksichtigung einer Kontraktion des Lasers) genau auf 13 zu 7. Da könnte man noch sagen, das passt ja! Aber bei v=0,33c verschiebt sich das Verhältnis auf 6,7 zu 13,3 Wellenlängen. Und dann ist's vorbei mit der Gleichphasigkeit und somit auch mit der Kohärenz. Dieser Laser funktioniert dann eben nicht mehr...
Grüße
Harald Maurer