Selbstfokussierung

Passepartout · Anmeldungsdatum: 02.06.2005 Beiträge: 172 Wohnort: Lausanne

Hallo liebe Leute,

ich bin - immer noch- bei der Vorbereitung einer Prüfung und bin auf folgende Situation gestoßen:

Der optische Kerr-Effekt erzeugt eine Nichtlinerität des Brechungsindex in Abhängigkeit vom Suszeptibilitätsterm

. Für ausreichend hohe Intensitäten und ein gaußförmiges Strahlenprofil tritt in folge dessen die sogenannte Selbstfokussierung (oder Selbst-Defokussierung bei "falschem" Vorzeichen von

auf).

Für kleine Nichltineare Medien ergibt sich so der Effekt, den auch eine Sammellinse erzeugen kann.
Demnach würde der Strahl durch einen Fokus laufen und anschließend divergieren.

Nun steht in meinem Skript - und es sind auch dementsprechende Bildchen vorhanden -, dass bei entsprechender Leistung des Lasers und Länge des Mediums der Strahl nicht divergiert sondern im Filament eingeschlossen wird (self-trapping) und stark gebündelt weiterläuft.
Es steht da nicht, wieso das der Fall ist. Ich habe im Internet recherchiert, dort beschränkt man sich meistens auf dünne Medien; habe aber auch was von Plasma oder Beugung als möglichen Erklärungen gefunden.

Vielleicht kennt sich jemand aus und kann mir mitteilen:
a) ob meine bisherigen Erläuterungen korrekt sind,
b) welcher Effekte das Self-Trapping induziert und damit die Divergenz bei bestimmten Leistungen verhindert und vielleicht sogar
c) Warum man statt kurzer Nichtlinearer Medien nicht einfach Sammellinsen nimmt?

Vielen Dank und liebe Grüße aus Hamburg,
Michael

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Bei langen Medien ist einfach hinter der ersten Sammellinse an der ersten Stelle immer noch so eine Sammellinse, die dort auch wieder das Divergieren verhindert.

Kennst du das Funktionsprinzip von Glasfasern? Auch dort wird das Licht durch einen radialen Brechungsindexunterschied gebündelt gehalten. Und das viel besser als mit vielen Sammellinsen hintereinander, weil man in der Glasfaser überall die "Linsen" hat, wo man sie braucht.

Bei Glasfasern wird der Radius des gebündelten Lichtstrahls ja durch die Bauweise der Glasfaser vorgegeben. Beim Kerreffekt kann der Strahl selbst bestimmen, wie eng er gebündelt wird, weil der Strahl sich seine "Glasfaser" selbst in dem Medium erzeugt.