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Simulation der Vorläuferpulse bei Fokussierung ultrakurzer optischer Laserpulse |
H. Dehne1, F. Loosen1, W. Iff1, N. Lindlein1
1 Institut für Optik, Information und Photonik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Staudtstraße 7/B2, 91058 Erlangen
henry.dehne@biologie.stud.uni-erlangen.de |
Ultrakurze Laserpulse sind sowohl in Wissenschaft und Forschung als auch in der Industrie aufgrund ihrer extrem kurzen zeitlichen Breite und hohen Intensität vielseitig einsetzbar. Hierbei sind Pulsdauern, mit einer Hauptfrequenz innerhalb des sichtbaren Spektrums, in einem Bereich von wenigen Femtosekunden realisierbar. Bei der Fokussierung dieser Pulse durch Linsen mit kreisförmiger Apertur tritt ein sogenannter Vorläuferpuls auf, der sich hinter dem Fokuspunkt vom Hauptpuls separiert und mit scheinbar Überlichtgeschwindigkeit ausbreitet. Dies ist keine Verletzung der Kausalität, da der Vorläuferpuls nur eine Interferenzerscheinung ist und keine Energie ins Fernfeld trägt. Der Vorläuferpuls entsteht durch die Beugung des Pulses an der Apertur und verursacht eine „Verzerrung“ des elektrischen Feldes im Fokusbereich. Durch Simulation kann der Einfluss von Parametern wie Polarisation und numerischer Apertur (NA) auf die Geschwindigkeit, Form und Amplitude des Vorläuferpulses bestimmt werden. Hierfür wird das Debye-Integral unter Berücksichtigung der einzelnen Frequenzkomponenten des Pulses verwendet. |
Keywords:
Theoretische Grundlagen, Optisches Design |
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