Techniklexikon

Spinflip-Raman-Laser

Laserphysik und -technik, SFRL, ein durchstimmbarer Laser, der auf magnetfeldabhängiger Raman-Streuung in einem Halbleiter basiert. Der Strahl eines Pumplasers mit der Frequenz n_p wird durch einen gekühlten Halbleiter geschickt, der sich in einem äusseren Magnetfeld befindet. Die Aufspaltung der Energieniveaus der Leitungselektronen im Halbleiter (Landau-Niveaus) E_± = E₀ ± gm_BB hängt vom Landé-Faktor g, vom Bohrschen Magneton m_B und von der Magnetfeldstärke B ab. Entsprechend entsteht bei stimulierter Raman-Streuung der einfallenden Photonen mit Leitungselektronen des Halbleiterkristalls Stokes-Strahlung oder Anti-Stokes-Strahlung mit Frequenzen n = n_p ± gm_BB / h, so dass die Frequenzverschiebung durch die Magnetfeldstärke kontrolliert werden kann. Begrenzt wird der Durchstimmbereich vom Landé-Faktor und dem erreichbaren Magnetfeld; typische Werte liegen um 25 cm^-1 / T. Der Spinflip-Raman-Laser wird wegen des grossen experimentellen Aufwands (Pumplaser, Hochfeld-Magnet, Kühlsystem) nur selten und primär für hochauflösende Spektroskopie im infraroten Spektralbereich mit CO- oder CO₂-Pumplasern (l » 5 mm bzw. 10 mm) eingesetzt.