Praktikum zur Photonik und Magnonik
WS 2024/2025
| Learnweb: |
HISLSF |
| Umfang: | 2 Versuche über 2 oder 3 Tage, 3 SWS, 4,5 LP |
| Vorbesprechung: | Mo. 07.10.2025, 15:00-16:00, SR AP 222 |
| Zuordnung: | Experimentelle Übung: Physikalische Vertiefung (I o. II) Photonik und Magnonik |
In dem Praktikum können je nach Interesse Versuche aus den Bereichen Magnetismus oder Optik durchgeführt werden. Aus dem folgendem Angebot müssen 2 Versuche mit einem Umfang von mindestens 4,5 Leistungspunkten durchgeführt werden. Die Termine finden nach Absprache mit den Betreuerinnen und Betreuern statt.
Ferromagnetische Resonanz (3 Tage/LP)
Obwohl die ferromagnetische Resonanz (FMR) experimentell vor ungefähr 60 Jahren entdeckt worden ist, zählt sie immer noch zu den beliebten Methoden für Untersuchung und Charakterisierung magnetischer Materialien. Grundsätzlich ist FMR die Resonanzabsorption von Mikrowellenstrahlung in einer ferromagnetischen Probe. Den Student(inn)en wird ein Versuch angeboten, bei dem es sich um die Untersuchung der Resonanzabsorption einer Mikrowellenstrahlung mit einer Frequenz von 3-5 GHz an einer dünnen ferromagnetischen Schicht handelt. Dabei lernt man, wie man ein magnetisches Feld erzeugen bzw. messen kann, wie Mikrowellenkomponenten (z.B. Mikrowellenzirkulator) funktionieren und wie man eine Resonanzkurve aufnimmt. Das ultimative Ziel des Versuches ist die Bestimmung von Größen, die den Ferromagnet charakterisieren (z.B. statische Magnetisierung) auf Basis der gemessenen Resonanzkurven.
Frequenzverdopplung im gütegeschalteten Nd:YAG-Laser (2 oder 3 Tage/LP)
Optisch gepumpte Nd:YAG- Laser kommen häufig in der Industrie, Forschung und Medizin zum Einsatz. In diesem Versuch wird aus Einzelteilen wie Resonatorspiegeln, Pumpdiode und Nd:YAG-Kristall ein Laser aufgebaut, dessen typische Eigenschaften experimentell untersucht werden. In einem nichtlinearen Kristall wird anschließend das emittierte infrarote Licht in seiner Frequenz verdoppelt. Mit einer Güteschaltung lassen sich dann auch aus der kontinuierlichen Emission kurze Laserpulse erzeugen. Der Versuch gibt einen Einblick in die Funktionsweise und Eigenschaften eines Lasers und der nichtlinearen Wechselwirkung zwischen Licht und Materie.
Faserlaser (2 oder 3 Tage/LP)
In diesem Versuch wird ein Laser auf Basis von mit Seltenerden dotierten Glasfasern aufgebaut und charakterisiert. Es werden Grundlagen zum Laser aufgearbeitet und der Umgang mit und die Schmelzverbindung von Glasfaserkomponenten erlernt. Darüber hinaus werden Möglichkeiten zur Durchstimmung der Ausgangswellenlänge des Lasers bzw. zur Erzeugung von ultrakurzen Laserimpulsen untersucht und das Ergebnis vermessen.
Lichtausbreitung in Glasfasern (2 oder 3 Tage/LP)
Der Versuch „Lichtausbreitung in Glasfasern“ soll, am Beispiel von Glasfasern, eine grundlegende Anschauung davon vermitteln, wie sich Laserlicht bei Propagation durch lichtleitende Strukturen verhält. Es wird der experimentelle Umgang mit Glasfasern erlernt und die Eigenschaften eines Laserstrahls nach Propagation durch verschiedene Typen von Glasfasern untersucht. Die Polarisation des Lichtes, sowie ihr transversales Strahlprofil sind hier von zentralem Interesse.
Autokorrelation ultrakurzer Laserpulse (2 oder 3 Tage)
Die Autokorrelation ist ein wichtiges und alltägliches Werkzeug beim Umgang mit ultrakurzen Laserpulsen im Labor, da sie Informationen über die Dauer des optischen Pulses liefert, die aufgrund der Zeitskala im Piko- bis Femtosekundenbereich nicht direkt messbar ist. In diesem Praktikum werden Sie selbst einen Autokorrelator bauen, verschiedene Detektionsverfahren testen und ihn zur Charakterisierung eines ultraschnellen Lasers verwenden.