Laser Transversalmoden und Querschnittsprofil

Lukas2 · Anmeldungsdatum: 30.01.2015 Beiträge: 1

Meine Frage:
Ich bin Physikstudent und hatte einen Praktikumsversuch mit einem Helium Neon Laser. Spaßeshalber haben wir ein Bild mit der Handykamera des Strahls gemacht. (Laser war nicht sehr stark)

Das Ergebnis kann hier gesehen werden: http://imgur.com/0eXSZmL

Obwohl die Aufnahme von einem einzelnen Punkt stammt, hat die Maximaverteilung Ähnlichkeiten mit der Transversalmodenstruktur TEM_11 bzw. TEM_22 für rechteckige Spiegel.[0]

Wenn wir ein Blatt Papier in den Strahlengang gehalten haben, konnten wir nur die Moden TEM_01 bzw. TEM_02 beobachten. Soweit ich mich erinnern kann, stammt das Bild aus einem Maxima der so gesehen Moden, kann mich aber irren.

Versuchsaufbau in diesem Moment: Helium Neon Justierlaser, dessen Strahl durch einen selbst aufgebauten passiven Resonator aus zwei Runden Hohlspiegeln geht, mit Radius 50cm. Abstand der Spiegel auch etwa 50cm.

Mir sind dazu einige Fragen gekommen:
1. Sind das überhaupt Moden, was man auf dem Bild sieht?
2. Hängt die Modenverteilung wirklich nur von der Geometrie der Resonatorspiegel ab? In unserem Versuchsskript war die Frequenzenverteilung für rechteckige Spiegel gegeben, wie ich durch Literaturvergleich feststellte[1], obwohl sie bei uns rund waren. War das falsch?
3. Was ist das für ein Effekt in der Mitte des Strahles? Also die Bögen um das Zentrum?

[0]http://de.wikipedia.org/wiki/Laser#Transversale_Moden
[1]Eichler, Eichler: Laser: Bauformen, Strahlformen, Anwendungen

Meine Ideen:
Zu 1.: Da nach meinen Erinnerungen nur ein Teil der Modenaufteilung mit der Kamera erfasst wurde, schätze ich dass es sich um einen anderen Effekt handelt. Den Gleichen, den man sieht, wenn man auf Laserreflektionen schaut. Allerdings kann ich mir momentan nicht erklären wie er genau zustande kommt.

Zu 2.: Meine Vermutung ist, dass die beobachtete Modenstruktur, die auf einem Blatt Papier im Strahlengang beobachtet wurde der Verteilung für runde Spiegel entspricht und die Formel in unserem Skript falsch ist. Was keine Konsequenzen hat, da sie nicht verwendet werden muss.

Zu 3.: Ich könnte mir vorstellen, dass die Linse der Handykamera die Ursache ist. Ich würde eigentlich eine Gaußverteilung erwarten. Oder liegt das daran, dass der aufgenommene Punkt wahrscheinlich nicht der TEM_00 Mode entspricht?

Es würde es mich freuen, wenn mir jemand etwas Klarheit in meine Vermutungen verschaffen könnte.

Vielen Dank im Vorraus,
Lukas