Zur Auswirkung der schwachen und starken aberranten thermischen Linse in Flüssigkeiten auf die Ausbreitung von Laserstrahlen

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Grundlegendes zur Lichtausbreitung
• Skalare optische Wellen - Die Helmholtz-Gleichung
• Eigenschaften des Laserlichts
• Transformation von Wellenfeldern durch optische Elemente
• EikonalgGleichung und geometrische Optik
• Beugung
• Das Temperaturfeld der thermischen Linse
• Die Wärmeleitungsgleichung
• Greensche Funktionen
• Bekannte und neue Lösungen
• Axialer Wärmefluss
• Fazit
• Geometrische Optik der TL
• Anwendung der Strahlformel auf die thermische Linse
• Aberrante Ringbildung
• Beugungsintegral der thermischen Linse
• Formulierung des Beugungsintegrals der TL
• Die zentrale Intensität
• Position des Interferenzringes
• Aberrantes Gesamtprofil
• Zusammenfassung

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Dissertation befasst sich mit der Auswirkung der thermischen Linse (TL) auf die Ausbreitung von Laserstrahlen in Flüssigkeiten. Ziel ist es, die Entstehung der TL als Folge der Absorption von Laserstrahlung durch das Medium und deren Einfluss auf das Strahlprofil zu untersuchen. Insbesondere liegt der Fokus auf der Beschreibung der Aberration, die bei hohen absorbierten Leistungen auftritt.

• Theoretische Modellierung der Entstehung und Ausbreitung der TL
• Analyse des Einflusses von Aberration auf das Strahlprofil
• Entwicklung neuer Lösungen für die Wärmeleitungsgleichung zur Beschreibung des Temperaturfeldes
• Vergleich mit bekannten Modellen und experimentellen Ergebnissen
• Bedeutung der TL für die Absorptionsspektroskopie und die thermooptischen Eigenschaften von Materialien

Zusammenfassung der Kapitel

Die Dissertation gliedert sich in sechs Kapitel. Kapitel 2 stellt die Grundlagen der Lichtausbreitung vor, einschließlich der Helmholtz-Gleichung und der Eigenschaften des Laserlichts. Kapitel 3 behandelt das Temperaturfeld der TL, wobei die Wärmeleitungsgleichung, Greensche Funktionen und verschiedene Lösungen zur Beschreibung des Temperaturfeldes präsentiert werden. Kapitel 4 untersucht die geometrische Optik der TL und die resultierende aberrante Ringbildung. Kapitel 5 diskutiert das Beugungsintegral der TL und die Auswirkungen der Aberration auf das Strahlprofil. Kapitel 6 fasst die wichtigsten Ergebnisse der Arbeit zusammen. Die Anhänge A und B enthalten zusätzliche Informationen zur numerischen Berechnung des Beugungsintegrals und zu den elektromagnetischen Aspekten der Laser-Ausbreitung.

Schlüsselwörter

Thermische Linse, Laserstrahlausbreitung, Aberration, Wärmeleitungsgleichung, Greensche Funktionen, Absorptionsspektroskopie, thermooptische Eigenschaften, Beugungsintegral, numerische Modellierung