Rather different problems can be lumped together under the general term 'laser control of atoms and molecules'. They include the laser selection of atomic and molecular velocities for the purpose of Doppler-free spectroscopy, laser control of the position and velocity of atoms (i.e. laser trapping and cooling of atoms), and laser control of atomic and molecular processes (ionization, dissociation) with a view of detecting single atoms and molecules and particularly separating isotopes and nuclear isomers. Over the last decades the principal problems posed have been successfully solved, and many of them have evolved remarkably in the subsequent investigations of the international research community. For example, the solution of the problem of laser cooling and trapping of atoms has given birth to the new field of the physics of ultracold matter, i.e. quantum atomic and molecular gases. The laser non-coherent control of uni-molecular processes has found an interesting extension in the field of laser coherent control of molecules. The concept of laser control of position has been successfully demonstrated with microparticles (optical tweezers), concurrently with investigations into atomic control. The laser photo-ionization of molecules on surfaces has led to the development of novel techniques of laser-assisted mass spectrometry of macromolecules, and so on. The aim of this book is to review these topics from a unified or 'coherent' point of view. It will be useful for many readers in various fields of laser science and its applications.

Der Leser wird in leicht verstandlicher Form in die theoretischen Grundlagen eingefuhrt. Er erhalt einen Uberblick uber die Anwendungen des Lasers in Materialbearbeitung, Biologie und Medizin. Zahlreiche Aufgaben helfen das erworbene Wissen zu festigen und vertiefen.

This book is concerned with the underlying science and design of laser materials. It emphasizes the principles of crystal-field engineering and discusses the basic physical concepts that determine laser gain and nonlinear frequency conversion in optical crystals. A concise review of the essential underlying science is presented, and the predictive capabilities of crystal-field engineering are developed to show how modification of the symmetry and composition of optical centres can improve laser performance. Applications of the principles of crystal-field engineering to a variety of optical crystals are also discussed in relation to the performances of laser devices. This book will be of considerable interest to physical, chemical and material scientists and to engineers involved in the science and technology of solid state lasers. It will be used by senior undergraduate and postgraduate students as well as by established scientists.

This volume describes the theory and practical implementation of three techniques for the generation of blue-green light: nonlinear frequency conversion of infrared lasers, upconversion lasers, and wide bandgap semiconductor diode lasers. In addition, it looks at the various applications that have driven the development of compact sources of blue-green light, and reflects on the recent application of these lasers in high-density data storage, color displays, reprographics, and biomedical technology.

Die ganzen 50 Jahre bewusster Grubelei haben mich der Antwort der Fra ge Was sind Lichtquanten" nicht naher gebracht. Heute glaubt zwar jeder Lump, er wisse es, aber er tauscht sich ... ALBERT EINSTEIN (in einem Brief an M. BESSO vom Jahre 1951) Erfahrungsgemass fallt es uns nicht leicht, uns von der aus unmittelbarem Erleben geborenen Vorstellung zu trennen, dass ein jedes Ding bestimmte, uber langere Zeiten unveranderliche Eigenschaften besitzt, die einander nicht widersprechen. Bekanntlich wurde dieses scheinbar so fest gefugte Weltbild nachhaltig durch die Quantenmechanik erschuttert, die aufzeigte, dass je denfalls im Mikrokosmos eine Einordnung der Dinge in sauberlich getrennte Schubfacher nicht moglich ist. Sie lehrt uns, dass die elementaren Objekt- und dazu zahlt auch das Licht - eine verbluffende Gabe der Verwandlung besitzen: Einmal erscheinen sie uns als Welle und einmal als Teilchen. Heutzutage ist die Optik wie keine andere Disziplin dazu geeignet, uns diesen Dualismus unmittelbar, und dazu noch im Wortsinn, vor Augen zu fuhren."

StArker als frA1/4her erfordert die Elektrotechnik erhebliche Physikkenntnisse von den Ingenieuren. Dieses einfA1/4hrende Lehrbuch lehnt sich an die Inhalte moderner Vorlesungen A1/4ber Elektrophysik an, die dieser Anforderung nachkommen. Im Sinne eines Aufbaus vom Allgemeinen zum Speziellen gliedert sich das Werk in Quantenmechanik, Statistische Physik, FestkArper- und Halbleiterphysik. Es baut auf Kenntnissen der Experimentalphysik und der HAheren Mathematik auf und verbreitert die naturwissenschaftliche Basis, wie sie heute fA1/4r die nachfolgenden Vorlesungen A1/4ber Werkstoffe und Halbleiterbauelemente und viele andere technologisch orientierte VertiefungsfAcher notwendig ist.

Optik, Laser, Wellenleiter stellt eine Einfuhrung in die angewandte Optik dar. Dabei werden nicht nur Strahlenoptik mit optischen Instrumenten, Lichtquellen und Detektoren einerseits sowie Wellenoptik mit Interferometrie andererseits behandelt; es wird auch ausfuhrlich auf Holographie, Laser, Koharenz, Faseroptik, Wellenleiter und integrierte Optik eingegangen. Die physikalischen Grundlagen, Anwendungen und die Instrumentierung stehen dabei stets im Vordergrund. Mehr als 100 Ubungen dienen der Vertiefung des Stoffes. Das Buch ist sowohl als vorlesungsbegleitende Lekture fur Studenten als auch als Nachschlagewerk fur Diplomanden, Wissenschaftler und Praktiker geeignet."

Im Juni 1995 fand in MA1/4nchen die 12. Internationale Fachmesse mit Kongressen LASER 95 statt. Der fortschreitenden Spezialisierung der Lasertechnologie wird mit einer Aufteilung in nach Anwendungsschwerpunkten strukturierte Fachkongresse Rechnung getragen. Ziele dieser Kongresse sind der Informationstransfer fA1/4r potentielle Anwender der neuen Lasertechnologien, kritische Diskussion neuer Forschungs- und Entwicklungsergebnisse sowie eine Vorausschau auf kA1/4nftige Trends. Die Ergebnisse spiegeln eine aktuelle Standortbestimmung der Lasertechnik wider. Der Inhalt der VortrAge wird daher im vorliegenden Band der internationalen Fachwelt zugAnglich gemacht.

This 1996 volume provided the first comprehensive overview of the use of ultraviolet laser radiation in the processing of materials. Lasers operating at ultraviolet wavelengths combine the ability to vaporise the most refractory of materials with the precision to ablate micron-sized holes in polymers and remove thin layers from the cornea for corrective surgery of the human eye. This book explores the use of UV laser radiation for the ablation and deposition of metals, insulating solids, polymers, semiconductors and superconductors. Emphasis has been placed on understanding the physical mechanisms accompanying these processes and the conversion of intense UV radiation to photothermal and photochemical energy in irradiated materials. This will be an invaluable source-book of current information in the rapidly developing field of laser applications for engineers, scientists, researchers and students in universities, government laboratories and the private sector, and will also form a valuable supplementary text for graduate courses in materials science.

Mit Spektroskopie amorpher und kristalliner Festkorper steht ein Lehrbuch zur Verfugung, das die verschiedenen Spektroskopiearten in breiter Darstellung gleichberechtigt behandelt, von den Grundlagen zu den neuesten Entwicklungen hinfuhrt und daruber hinaus das weite Anwendungspotential durch geeignete Beispiele verdeutlicht.
Beginnend mit einem Uberblick uber die Spektroskopie mit elektromagnetischer Strahlung variabler Wellenlange stellt der zweite Teil die Spektroskopie in den grosseren Zusammenhang von Methoden zur Bestimmung von Struktur und Dynamik von Festkorpern. Der dritte Teil widmet sich dem wichtigsten Gebiet der Transportvorgange in Festkorpern. Wegen der Fulle und der Komplexitat der behandelten Methoden sind die einzelnen Kapitel von Experten der jeweiligen Teilgebiete geschrieben. Die Unterstutzung fortgeschrittener Vorlesungen, eine Vereinfachung des Zugangs zur Originalliteratur und eine Erleichterung bei der Auswahl der leistungsfahigsten Methode fur konkrete Probleme sind die klaren Vorteile, die das Buch dem Benutzer bietet."

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftli- cher Mitarbeiter am Institut fur Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universitat Munchen. Besonders danken moechte ich Herrn Prof. Dr. -Ing. J. Milberg, dem Leiter des Instituts, der mir die Bearbeitung der Thematik ermoeglichte und durch kritische Anregungen und wertvolle Hinweise meine Arbeit stets wohlwollend unterstutzte. Herrn Prof. Dr. G. Habenicht, dem Leiter des Lehrstuhls fur Fugetechnik der Technischen Universitat Munchen, danke ich fur die UEbernahme des Koreferats und die aufmerksame Durchsicht der Arbeit. Schliesslich moechte ich mich bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Insti- tuts, insbesondere den Kollegen der "Lasercrew", sowie allen Studenten, die mich bei der Erstellung der Arbeit unterstutzt haben, recht herzlich bedanken. Ein besonderer Dank gilt meiner Frau Heidi und meinen Eltern, die durch ihre Geduld und ihr Verstandnis zum Gelingen dieser Arbeit beitrugen. Munchen, im September 1993 Helmut Schwarz Inhaltsverzeichnis I Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1. 1 Der Laser als neues Werkzeug in der Produktion 1. 2 Einordnung und Abgrenzung des Aufgabengebietes 4 2 Grundlagen und Stand der Technik 6 2. 1 Aufbau. Funktionsweise und Einsatz von Laseranlagen 6 2. 1. 1 Laserstrahlquellen 8 2. 1. 1. 1 Laserarten und -prinzip 8 2. 1. 1. 2 Laser fur die Materialbearbeitung 9 2. 1. 2 Komponenten zur Strahlfuhrung und -formung 12 2. 1. 3 Kombination mit Robotern 14 2. 2 Programmierung von Laseranlagen 17 2. 2. 1 On-Line-Programmierverfahren 17 2. 2. 2 Off-Line-Programmierverfahren 19 2.

"Koh{rente Optik" beschreibt ausgehend von den Grundbegriffen der Koh{renz und seiner Messung die Grundlagen f}r Interferometrie, Holographie und Fourieroptik sowie die me technischen Methoden dieser Gebiete. V-llig neuartige Anwendungen werden durch das Gebiet der nichtlinearen Optik erschlossen: der Laser und seine nichtlineare Dynamik, das Wellenmischen, die Phasenkonjugation und die optische Nachrichtentechnik und Datenverarbeitung. Durch die verst{ndliche und anschauliche Darstellung mit vielen Beispielen und ]bungsaufgaben eignet sich das Lehrbuch sowohl als Vorlesungsbegleiter als auch zum Selbststudium. Ein Anhang zu Fouriertransformation und digitaler Hologrammberechnung sowie die L-sungen zu den etwa 50 ]bungsaufgaben runden das Buch ab.

Aufgrund zunehmender Miniaturisierung optischer und elektro- nischer Bauelemente bem}ht man sich verst{rkt, diese Elemen- te zu integrieren. Analog zur raschen Entwicklung integrier- ter Schaltkreise in der Mikroelektronik, zeichnet sich eine {hnliche Entwicklung in der IntegriertenOptoelektronik ab. Das Werk ist eine umfassende Darstellung der Wellenleiterop- tik und Photonik in den Halbleitersystemen AlGaAs und In- GaAsP. Die Grundlagen der Wellenausbreitung und der optisch- elektrischen Wandlung in Laserdioden und Photodioden werden ausf}hrlich behandelt. Der eingef}hrte einheitliche Forma- lismuswird benutzt, um aktuelle Entwicklungen eingehend zu diskutieren. Beispiele hierf}r sind Halbleiterlaser mit Quantenstruktur, durchstimmbare Laserdioden, Photodioden mit innerer Verst{rkung oder die monolithische Integration opti- scher und elektrischer Komponenten. Das Buch richtet sich an Studenten und in der Praxis stehen- de Ingenieure und Physiker, die sich mit integrierter Optik, optischer Nachrichtentechnik oder optischer Informationsver- arbeitung befassen.

Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfangen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen fur die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfugung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden mussen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.

FestkArperlaser zur Materialbearbeitung werden seit einigen Jahren mit wachsender Tendenz in der industriellen Fertigung eingesetzt. Das Buch vermittelt die wesentlichen Grundlagen und Merkmale von Hochleistungs-FestkArperlasern. Der Autor ist seit Jahren in der industriellen Entwicklung dieses Lasertyps tAtig und hat seine groAe Erfahrung in dieses sehr praxisorientierte Werk eingebracht. Ausgehend von den grundlegenden physikalischen ZusammenhAngen werden die charakte- ristischen GrAAen des Lasers (StrahlqualitAt, Ausgangsleistung und Wirkungsgrade) abgeleitet unter Einbezug realistischer, in der Praxis erprobter Parameter. Insbesondere werden Nd: YAG- und Nd-Glas-Systeme, aber auch die potentiellen Materialien fA1/4r Hochleistungslaser wie Alexandrit und GGG behandelt. Eine groAe Zahl von Tabellen und Graphiken zur Entnahme wichtiger Zahlenwerte machen das Buch zu einem unverzichtbaren Nachschlagewerk fA1/4r jeden, der FestkArper entwickeln bzw. sie anwenden will.

ABS (Anti-Blockier-System), eine wichtige, lebenserhaltende technische Neuerung beiAutos, oder FAX -ausgeschrieben Facsimile -der N achfolger des Telex - Begriffe, die mittlerweile jeder kennt. Compact Disk, CD-ROM, WORM, Erasables, CD-I, DV -I sind Begriffe, die noch nicht jedem geUiufig sind, unser Leben in naher Zukunft jedoch mit pragen werden. N ach der Industriegesellschaft erleben wir gerade den Wandel zur Dienstleistungsgesellschaft. Eines un serer wichtigsten GUter: Information. BUcher, Zeitungen, Telefon, Fernsehen, Datenbanken: der InformationsfluB wird immer groBer, die Abhangigkeit von einer einzigen Informationsquelle immer geringer. Wir wissen innerhalb von Sekunden, was auf der anderen Seite des Globus passiert; aus drei, vier unabhangigen Quellen konnen wir uns ein eigenes Bild machen. Was treibt die Menschen dazu, jeden Tag Zeitungen und BUcher zu lesen, Nachrichten zu sehen und Uber Dinge zu diskutieren? Es ist der Wunsch, verstehen zu wollen, was warum auf der Welt oder auch nur nebenan passiert. Diese N eugier, oder anders ausgedrtickt, dieser Forschungsdrang, ist der Grund flir Fortschri tt und geistige Freiheit. Neue Medien werden die Moglichkeiten, diesen Drang zu befriedigen, we iter verbessern, ja, dem Einzelnen Moglichkeiten in die Hand geben, die vor zehn J ahren nur, wenn Uberhaupt, Konzernen und Behorden zur VerfUgung standen. Die Technologie, die das verspricht, sind die optischen Speichermedien.

Dieses Lehrbuch wendet sich an Studenten der Physik, der Naturwissenschaften oder der Elektrotechnik ab 3. Semester. Die Atomphysik und die dazugehorige Quantenphysik bilden die Grundlage fur viele moderne Gebiete der Physik, der Chemie, Biologie wie auch der Elektrotechnik. Es fuhrt sorgfaltig und leicht verstandlich in die Ergebnisse und Methoden der empirischen Atomphysik ein. Gleichzeitig wird dem Leser das Rustzeug der Quantentheorie vermittelt, wobei die Wechselwirkung zwischen Experiment und Theorie besonders herausgearbeitet wird. Die Autoren haben die neuesten Resultate mit berucksichtigt und behandeln insbesondere auch die fur Grundlagenforschung und Anwendung gleichermassen wichtige Laserphysik und nichtlineare Spektroskopie. Verbesserungen und Erganzungen in der vorliegenden 3. Auflage beziehen sich u.a. auf die Behandlung der relativistischen Klein-Gordon und Dirac-Gleichungen, eine theoretische Ableitung der Lamb-Verschiebung, neue Entwicklungen in der Spektroskopie innerer Schalen, neue Anwendungen der NMR-Spektroskopie, z.B. Tomographie. Ausserdem enthalt diese Auflage eine grosse Anzahl von Ubungsaufgaben einschliesslich der Losungen zur Vertiefung und zum Selbststudium.

Die faszinierenden Erfolge der modernen Halbleiterelektronik, basie- rend auf einkristallinem Silizium sowie den einkristallinen III-V -Halb- leitern, haben den Blick so sehr auf sich gezogen, daB einige andere Entwicklungen auf dem Halbleitergebiet weniger B'eachtung fanden. Ge- rade neuere Entwicklungen zeigen aber, daB auch diese Sektoren sich durchaus gesund weiterentwickeln mit wichtigen Nutz-ungsgebieten fUr die Elektronik, insbesondere im Bereich peripherer Systeme, wie Sensoren, Displays, Elektrophotographie oder aber bei Spezialaufga- ben, wie der Thermoelektrik oder dem Uberspannungsschutz. Es er- schien daher sinnvoll, die Buchreihe "Halbleiterelektronik" durch ei- nen Band zu erganzen, der - ausgehend von den Eigenschaften dieser Sondermaterialien - deren Nutzung in der modernen Elektronik be- schreibt. Wegen der Vielgestaltigkeit des Inhalts erschien es mir sinnvoll, die einzelnen Kapitel von den dort genannten Fachleuten gestalten zu las- sen. Ich hoffe, daB es trotzdem gelungen ist, einen geschlossenen Uberblick zu geben, wobei aber auf die an einigen Stellen besonders enge Korrelation zum Band "Sensorik" dieser Reihe verwiesen sei. Die ersten Konzeptionen zu einem Buch tiber amorphe und polykristal- line Halbleiter wurden noch zusammen mit Herrn Professor Dr. Herbert Weill erarbeitet, der im Marz 1981 tOdlich verungltickte. Unser aller Dank gilt ihm und seiner Initiative.

Hierarchic Electrodynamics and Free Electron Lasers: Concepts, Calculations, and Practical Applications presents intriguing new fundamental concepts in the phenomenon of hierarchical electrodynamics as a new direction in physics. Concentrating on the key theory of hierarchic oscillations and waves, this book focuses on the numerous applications of nonlinear theory in different types of high-current Free Electron Lasers (FEL), including their primary function in the calculation methods used to analyze various multi-resonant, multi-frequency nonlinear FEL models.

This is considered the first book to:

• Completely and systematically describe the foundation of hierarchical electrodynamics as a new direction of physics
• Fully represent the physics of high-current FEL and associated models from the hierarchic oscillation wave perspective
• Cover the multi-harmonic nonlinear theory of new types of electronic devices, such as plasma-beam and two-stream FEL
• Formulate and substantiate the concept of cluster femtosecond FEL
• Analyze practical prospects for a new generation of a global "Star Wars" strategic defense systems

These subjects involve a wide range of disciplines. Using numerous real-world examples to illustrate information and concepts, the book offers a mathematical foundation to explore FEL applications as well as analyze hierarchic plasma-like electrodynamic systems and femto-second clusters of electromagnetic energy. Assembling fragmented concepts from existing literature, the author re-examines classic approaches in order to develop new insights and achieve scientific breakthroughs.