Ja, herzlich willkommen nochmal. Ich stelle mich kurz einmal
vor. Also mein Name ist Jens Ehlermann. Ich bin
wie die anderen auch, die hier Vorlesung gemacht haben.
Doktorand war Stefan Männer in der Gruppe.
Ein paar von euch kenne ich auch schon.
Und in dieser Vorlesung geht es ja hauptsächlich um die Untersuchungsmethoden,
optische Untersuchungsmethoden von Metamaterialien und weniger um die Metamaterialien selber.
Und das habt ihr schon gesehen. Also diese Vorlesung will
eigentlich zwei Fragen beantworten. Wie kann ich herausfinden,
wofür ich ein bestimmtes Metamaterial gebrauchen kann
Und ja, was muss ich verbessern, damit das Metamaterial
auch den Zweck erfüllt, den es erfüllen soll?
Dazu gibt es halt verschiedene optische Untersuchungsmethoden, die hier nacheinander vorstellen werde.
Ja, um die Funktion eines Metamaterials festzulegen,
gibt es die zwei Parameter, die Permitivität und die Permiabilität.
Und um die herauszufinden, kann man jetzt Transmissionsreflexionsdoministenz und Rahmen
Experimente durchführen. Wie wir eben schon gesehen haben,
ist es wichtig, zum Beispiel für dieses Parameter Retreval,
dass man da die Transmission zur Reflexionswerte hat,
um dann Rückschlüsse auf die Permitivität und die Permiabilität
zu bekommen
Und ja, hier geht es hauptsächlich um die Experimentellen Methoden.
Also welche Komponenten benötigt man eigentlich, um das jetzt auch
experimentell umzusetzen? Also es wird immer davon geredet,
man hat hier eine einstrahlende Welle,
die geht dann da durch und man misst dann irgendwas,
aber jetzt wie das im Einzelnen wirklich funktioniert,
das wird immer nicht behandelt.
Deswegen haben wir halt diese Vorlesung mit eingebaut und ich stelle
jetzt erstmal einzelne Komponenten vor, die man benutzen kann.
Ja, um jetzt so ein Experiment aufzubauen und
dann wird nochmal definitiv auf die Techniken eingegangen.
Also im Grundprinzip habe ich immer eine Quelle,
wir dann meine elektromagnetischen Wellen abstrahlt.
Mit diesen Wellen passiert dann irgendwas. Da wird dann irgendwie selektiert
, wird eine Wellenlinge rausgesucht, eine Pordukation wird rausgefiltert.
Und wenn ich dann zufrieden mit meiner Strahlung bin,
dann schicke ich sie auf mein Metamaterial.
Das kann zum Beispiel hier so ein Bettring-Resonator sein oder so
eine Superlinse oder hier so eine Fischnetzstruktur.
Ich glaube, teilweise wurden diese einzelnen Strukturen auch schon behandelt von Andreas.
Ist das richtig? Und ja, dann gucke ich mir
dann am Ende an, was auf der anderen Seite wieder rauskommt.
Da muss man wieder irgendwie was gefiltert werden.
Teilweise sind dann auch Porterisatoren eingebaut. Und am Ende
gibt es dann
die Detektoren
Und ja, je nach Dimension dieser Meta-Materialien benötigt man andere Komponenten.
Zum Beispiel braucht man jetzt hier um diese Splattering-Resonatoren zu untersuchen,
natürlich Mikrowellenstrahlung aufgrund ihrer Größe. Für diese Superlinse braucht man
dann da einfach rote Strahlung für die Fishing-Strukturen, bräuchte man ein sichtbares Licht.
Und das ist auch eher das, was uns hier in unserer Gruppe interessiert.
Also wir machen nichts mit Mikrowellen und nahe einfach rot Strahlung.
Und ja, kommen wir dann erstmal zu den Quellen. Also die Quelle,
die ich benutzen könnte, wäre zum Beispiel,
wenn ich ein Experiment mit Radiowellen machen wollen würde,
was wir in dieser Gruppe nicht machen,
kann man einfach einen Schwingkreis nehmen mit dem Sendedipol und die Strahlung dann wieder nachweisen,
die man empfangsdipol auf der anderen Seite aufstellt.
In Verrotstrahlung kann man erzeugen, indem man halt einfach einen Körper erhitzt.
Und da gibt es Thermo-Elemente oder auch Temperaturen sind in
der Haut, die dann diese Infrarotstrahlung detektieren kann.
Ja, das Wichtige für uns, das sichtbare Licht,
da gibt es allerlei Art von Quellen,
auf die ich jetzt später nochmal im Detail eingehen werde.
UV-Strahlung kann man auch durch Gasentladung, Elektronenübergänge der Valence-Elektronen,
also es gibt auch einen V-Laser zum Beispiel erzeugen,
die Detektion von sichtbarem und UV-Strahlung findet meistens mit irgendwelchen
Fotodioden statt
Röntgenstrahlung, da gibt es dann Röntgenröhren und Gamma-Strahlung, ja,
da kann man die Strahlung von Atomkernen oder schwarzen Löchern benutzen.
Und ja, in unserer Gruppe und auch in dieser Vorlesung
geht es hauptsächlich um diesen Bereich, also um sichtbares Licht.
Und da fangen wir an, mit der einfachsten Quelle,
die man sich vorstellen kann, vielleicht neben der Sonne,
nimmt man einfach eine Glühlampe und eine Hallogenlampe.
So, und dann gibt es einen Wert,
der nennt sich Brillanz, der ist halt definiert,
als die Anzahl der Vertonen pro Zeit,
teilt durch den Abstrahlwinkel, also den Raumwinkel,
wohin diese Quelle leuchtet, mal der spektralen Bandbreite.
Das heißt, für so eine Glühlampe wäre die Brillanz sehr gering,
weil der Raumwinkel hier sehr groß ist. Das heißt,
die strahlen in alle Richtungen ab und habe dann eine entsprechend geringe Brillanz.
Und ja, mit so einer G-Lampe hier ist mal
das Spektrum im Vergleich zum Spektrum der Sonne aufgetragen.
Wenn ich jetzt ein Experiment im sichtbaren Licht machen will,
dann kriege ich das, was sichtbares Licht raus,
aber die meiste Energie geht halt in irgendwie Infrarotstrahlung und es ist sehr ineffizient,
dass die Sonne schon deutlich besser,
die hat halt ihren Peak im sichtbaren Bereich
Und ja, also in heutigen Experimenten ist es eher unüblich,
eine Bühlampe zu verwenden. Obwohl es auch funktionieren würde. Ja,
die nächst bessere Quelle wäre dann so eine Dampflampe, zum Beispiel eine Natium-Dampflampe.
Da werden einzelne Atomübergänge angeregt und man hält monochromatisches Licht durch
den Übergang von P, 1,5 beziehungsweise P-3 halbe zum S-Einheiten-Niveau,
hat man da die beiden NATium-Linien hier.
588 und 5089 Nanometern. Dadurch, dass jetzt die Spektale Brandbreite
sehr gering ist, geht die Brillanz deutlich nach oben.
Hier, der Wert ist halt Sehr gering, der Raumwinkel ist immer noch sehr groß.
Das heißt, da gibt es noch einiges zu verbessern,
um die Brillanz nach oben zu treiben. Ja, die Quellen,
die man ja in der heutigen Zeit meistens benutzt für solchen Experimente sind Laser,
da gibt es alle Affenlasern,
ihr habt vielleicht auch schon Vorlesungen, Laser für sie gehört.
Deswegen gehe ich da jetzt nicht auf jeden Laser im Detail
ein. Sehr einfacher Laser ist so ein Halbleiterlaser,
da habe ich ja einen Laser,
funktioniert halt durch eine Cavity und indem man Invasion erzeugt,
dann hat man schon Laser.
Und ja, so eine Laserdiode funktioniert halt so,
dass man halt einen PN-Übergang hat
Und wenn jetzt in diesem Halbleitermaterial die Grenzflächen halt Plan geschliffen sind,
dann bilden diese Grenzflächen schon den Spiegel.
Also man braucht keinen extra Spiegel aufzustellen mit so einer Halbleiterjude.
Und wenn man jetzt Spannung in der richtigen Richtung anlegt,
dann kann man hier halt Inversion erzeugen und die Elektronen und die Löcher rekruminieren.
Und ich habe halt Laserstrahlung mit verschiedenen Wellenlängen.
Die Wellenlänge ist gegeben durch das Halbleitermaterial,
was ich hier benutze
Und ja, gibt es hauptsächlich im Infrarot-Bereich und für,
ja, so 630,
670 Narnometer, dann gibt es da irgendwo eine Lücke,
also 600 Narnometer Dioden gibt es eigentlich nicht.
Dann die nächste Idiode, die es wieder gibt, die ist bei 550,
also zwischen 550 und 600 Narnometer gibt es noch eine Lücke,
da hatten wir noch nicht das richtige Material gefunden.
Blaue Idioden gibt es dann wiederum. Und die Ala hat man dann
schon mal sehr viele Wellenlängen, die man verwenden kann.
Wie schon gesagt, die Cabity wird erzeugt durch die Grenzflächen
So, und wenn man sich jetzt die Brillanz von so
einer Laserdioda anguckt, dann ist die natürlich sehr hoch,
weil zum einen der Abschallwinkel klein ist und die Spektrale Brandbreite auch sehr klein ist.
Andere Art von Laser ist ein Festcover-Laser, den man auch
sehr gerne verwendet. Da ist jetzt nicht, ja,
da benutzt man halt einen Festkörperkristall und hat zum Beispiel
als Beispiel auf der reingezogen wird, ist dieser Neodym-Jagd-Laser.
Da habe ich halt Neodym in so einem Itherbium Aluminiumgranat,
heißt das, Kristall. Und ich kann jetzt mit einer Laserdiode,
mit einem Pumplaser von 80808 Nanometern hier,
Elektron vom Grundzustands in ein Niveau pumpen.
Dann gibt es hier einen Nichtstrahlenübergang. Der zerfällt dann strahlend
hier auf der Laserlinie bei 1064 Jahren Meter.
Also es gibt mehrere Leserlinien beim Neody und ich habe Jagdläser.
Aber das ist die Stärkste. Und wenn man diese jetzt Frequenz verdoppelt,
dann hält man halt das typische grüne Licht von so einem grünen Laserpointer.
Also da sind dann überall so Pumplaser, Blaserdiode, Kristall und Frequenzverdoppler.
Und da habe ich dann Strahlenmöglich 5032 Nanometern.
Du begannst es ähnlich wie beim, bei der Leserdiode,
Cash-Diode sehr hoch
Eher noch besser, weil die Spektrale Bandbreite noch geringer ist als bei einer Lesediode.
Also die Wellenlänge von so einer Laserdiode hängt auch ab von
der Temperatur, bei der sie betrieben wird.
Also man kann die typischerweise so um zehn Nanometer verschieben,
indem man halt die Leser, die du aufheizt oder abkühlt.
Bei so einem Laser ist das halt nicht möglich,
dass die Wellinge gegeben durch diese Leserlinie.
Dann der nächst kompliziertere Leser ist der auch oft verwendete Titan-Safi-Laser.
Vorteil hier, das ist der, der ist halt durchstimmbar. Das heißt,
man ist nicht in der Wellenlänge festgelegt und ja, Es könnte sein,
dass in der Prüfung irgendwann mal eine Frage zu diesem Laser kommt.
Deswegen könnt ihr euch das dann jetzt entweder genau zuhören oder später nochmal nachfragen.
Also ich habe einen Pumplaser, wieder eine Laserdiode.
Dieser pumpt dann typischerweise wieder so ein Neodimerklaser, der dann Frequenz verdoppelt wird.
Dann habe ich 532 Nanometer Strahlung. Das heißt,
diese drei Komponenten, das ist eigentlich meine Pumpe.
Und mit diesem 532 Nanometer Licht pumpe ich jetzt den Titan Safia Kristall.
Und ja, Vorteil von diesem Kristall ist,
dass er dann halt ein breites Floristenzspektrum hat.
Das heißt, ja, der leuchtet zwischen 700 und 1000
Und deswegen halt auch diese Umwandlung hier,
wenn er zwischen 700 und 1000 Lanometern leuchtet,
muss die Pumpe natürlich eine geringere Wellenlänge haben,
also eine höhere Energie, um Heroop,
die die Schwingungszustände anzuregen.
Und so ein typischer Resonator von so einem Titan-Safi-Leser ist hier oben mal gezeigt.
Ich habe am Ende halt ein Auskoppelspiegel, der ist hier.
Und auf der anderen Seite ist halt, ja,
so ein hochregistiger, hochreflektiver Spiegel,
der halt nichts durchlässt.
Und hier ist jetzt
mein Laserkristall
Und ja, ich habe hier das Licht, was hier hin und her oscilliert.
Und wenn ich jetzt diesen Kristall hier anriege,
leuchtet er ja erstmal in diesem ganzen Spektralbereich. Das heißt,
hier würde auch dann die Strahlung rauskommen zwischen 700 und 1000 Hallometern.
Das wäre aber dann keine Laserstrahlung, weil die Invasion,
die man dann erzeugt in diesem Kristall, reicht nicht,
um jetzt hier das komplette Spektrum als Laserstrahlung zu erhalten.
Wenn man es aber jetzt schafft,
und in diesem Resonator noch ein displasives Element einbaut,
was dafür sorgt, dass halt nur eine Wellenlänge,
eine bestimmte Wellenlänge in diesem Bereich,
hier diesen Auskaubespiegel erreicht, dann schafft uns halt,
dass dieser Laserkristall genau auf einer Laserlinie oder auf einer Wellenlänge leuchtet,
zwischen 700.000 Nanometern.
Und ja, das ist die einfachste Methode, das zu tun,
ist, wenn man einfach einen Prisma in den Strahlengang setzt.
Und wenn ich jetzt hier 700 bis 900 Nanometer Strahlung reingebe,
dann wird das dir natürlich hier aufgefächert.
Und je nachdem, wie dieses eine Prisma oder auch,
man kann es auch mit zweien machen,
wie diese Kombination der Prismen steht,
kommt jetzt hier nur eine Wellenlänge genau senkrecht auf den Spiegel.
Die wird dann wieder zurückreflektiert und bleibt im Resonator
Alle anderen Wellenlängen, die werden ja,
die sind ja jetzt nicht mehr auf der Strahlachse,
die werden jetzt hier einfach irgendwo rausgestreut.
Und Durchdrehung dieses Prismas kann ich jetzt sozusagen die Wellenlänge einstellen.
Und dann habe ich einen Laser, wo ich mir aussuchen kann,
wo ich die Wellenlänge aussuchen kann,
was natürlich für Reflexionsexperimente sehr interessant ist.
Jon ist nur noch mal ein Bild gezeigt mit dem grünen Pumplaser.
Und hier sieht man dann vielleicht leicht und der Kristall,
wie der halt leuchtet.
Habt ihr speziell dazu irgendwie Fragen
Da waren ja immer noch Punkte die ganze Zeit. Ist es dann so,
dass, also, du würdest es dir so erklären,
dass er auf jeden Fall dann war,
sobald man dieses Priptmann da reinstellt,
hat man eine Frequenz, wenn die dann alle rausfliegen,
wäre dann auch nicht verstärkt.
Aber gibt es auch die anderen Frequenzen des Pumpen?
Ja, aber diese Laserlinie, die dann hier oszilliert,
die räumt meistens die ganze Invasion in dem Kristall ab.
Also die Energie geht dann eher genau in diese eine Laserlinie.
Ja, und der Pumpleser, also dieser Spiegel,
der lässt halt dann 532 von hinten durch
Andere Wellinger, aber nicht. Also das ist so ein
doppelt beschichtelter Spiegel, sodass die Pumpstrahlung hier dann auch irgendwie reingeht.
Und ja, woanders wieder rausgeht. Also die Pumpstrahlung kommt
vorne jetzt nicht mehr raus. Und ja,
also von diesen Lasern gibt es hier auch etliche am Institut,
also fast jede Gruppe, die irgendwas mit Optik macht,
hat auch so ein Ding oder mehrere aufgrund dessen,
dass man halt die Wellenlänge einstellen kann.
Sonst müsste man sich halt etliche von diesen hier kaufen oder einen von diesen.
Ja, dann kann man Diese Laser, alle auch nicht
im CW, also Continuous-Wave-Modus betreiben, sondern einen Impulsbetrieb.
Und das kann man erreichen,
indem man zum Beispiel eine Laserdiode schnell an- und ausstellt,
also den Strom schnell an- und ausstellt.
Dadurch erreicht man dann Pulse im Pico-Sekunden-Bereich. Beim Titan Safir
gibt es so einen Modus, der heißt Mode-Locking-Modus.
Das ist jetzt nicht prüfungsrelevant, aber habt ihr Laserphysik schon gehört?
Ein paar von euch. Da wird das alles nochmal
ausführlich behandelt. Also wie gesagt, das wird euch jetzt
keiner fragen in der Prüfung
Und das funktioniert so, dass man halt eine sogenannte Kerllinse in den Resonator einbaut.
Also es ist mal hier jetzt vereinfacht gezeigt, ich habe hier
so einen Resonator mit zwei Spiegeln, eins und drei.
Und in der Mitte habe ich jetzt einfach mal so eine Kerllinse,
wo jetzt dieses Feld herkommt, das ist dann erstmal egal.
Und hier am Ende habe ich halt irgendwie so ein Pinhole,
ein kleines Loch. Und diese Kerlinse funktioniert halt,
also der Brechungsindex dieser Kerllinse ist abhängig von der Lichtintensität.
Also wenn ich sehr intensives, also Licht auf diese Linse schicke,
dann fokussiert die zum Beispiel das Licht auf einen Punkt
Wenn das jetzt weniger Intensität draufschicke, dann funktioniert diese Fokussierung nicht.
Und das ist dann hier gezeigt für einmal dieses hellere Rot,
der hellere Rotton, der wird halt nicht fokussiert.
Das heißt, da bleibt was an der Blende hängen.
Wenn ich jetzt intensives Licht habe, das wird dann durch
dieses Pinwall fokussiert und bleibt sozusagen im Resonator.
Dadurch schaffe ich es halt, dass nur lichthoher Intensität,
also nur ein Puls in der Cavity
behalten wird
Andere Art von Quelle, die auch sehr praktisch, sogenannte Super-Continuum-Quellen,
die sind bis heute noch nicht ganz verstanden, warum das funktioniert.
Man hat halt mal herausgefunden, dass es funktioniert und verwendet das jetzt einfach.
Und dazu benutzt man so eine Fortonic Crystal Fiber, heißen die.
Das ist so eine Glasfaser, wo irgendwelche Strukturen drin sind.
Also diese Löcher in dieser Glasfaser,
die ziehen sich durch die ganze Faser durch.
Und wenn man jetzt sehr intensives Licht,
dann nimmt man wieder so ein 1064er-Laser mit mehreren Watt
in diese Glasfaser reinschickt,
dann ist durch nicht lineare Prozesse entstehen dann
andere Wellenlängen
Und dann kann man es erreichen,
dass man halt auf der einen Seite Licht reinschickt mit einer Wellenlänge
und auf der anderen Seite kommt dann weißes Licht raus.
So, der Vorteil gegenüber einer Glühlampe, die natürlich auch weißes Licht macht,
ist, dass dieses Licht auch kollumiert ist.
Also ich habe sozusagen einen weißen kollumierten Strahl, ähnlich wie so ein Laserpointer,
also einen weißen Laserpointer, wo alle Wellenlängen drin sind.
Die Briganz ist auch im Vergleich zur Glühlampe natürlich hoch,
weil der Raumwinkel sehr klein ist.
Spektale Brandbreite ist natürlich größer als beim Laser und ja,
aber hat schon den Vorteil, dass man halt so ein
komplettes sichtbares Spektrum mit so einer Quelle erzeugen kann.
Ja. Hier noch mal kurz eine Zusammenfassung zu den Quellen.
Also wie gesagt, Glühlampe hat ein sehr breites Spektrum,
geringe Brillanz, Dampflampe, scharfes Spektrum, große Abschreifläche,
Laser extrem übrigens und Festivaling ist jetzt hier ein Nachteil.
Das heißt, man würde lieber einen Durchstimmbarenlaser nehmen.
Der ist aber dafür deutlich empfindlicher als so eine Laserdiode,
also so durch den Barerlaser, der würde zum Beispiel,
wenn ich den jetzt hier hinstellen würde, gar nicht funktionieren.
Das ist der Raum viel zu dreckig zu.
Also meistens ist es dann eher in so einem Rheinraumlabor,
da darf dann auch kein Staub auf die Spiegel kommen,
weil sobald da irgendwie direkt drauf ist, funktioniert das nicht mehr.
Dafür hat man aber halt sehr gutes Licht, was da rauskommt.
Pulsleser haben auch eine sehr hohe Brians und man kann halt Zeit aufgelöste Messungen machen.
Da kommt später noch mal eine Vorlesung, Zeit aufgelöste Messungen, so aufzufolgen.
Metamaterialien von Huan, Wu, ich glaube übernächste Woche. Und ja,
wir benutzen auch teilweise so eine super Continuum-Quellen,
um zum Beispiel Plasmonen anzuregen,
weil ich da das komplette Spektrum habe und dann Pressma,
hat Stefan bestimmt erklärt, den Winkel durchfallen kann,
mit weißem Licht dann.
Und dann sehe ich halt in der Reflexion den Plus-Moden-Dip.
Man kann jetzt einstellen, also kann den Winkel dann so einstellen,
dass das passt nur bei einer bestimmten Wellenlänge angeregt wird.
Und kann dann wiederum, wenn ich den Winkel richtig eingestellt habe,
wechseln auf den Laser und dann mit dem Laser das Plassment anregen.
Dann einmal eine kurze Folie zur Prozessierung. Also wie gesagt,
wir haben erst die Quelle, damit wird dann irgendwas gemacht.
Dann haben wir unser Meta-Material. Und da Prozessierung heißt jetzt hier,
das sind allerlei optische Komponenten hat, zum Beispiel Linsen,
objektive Spiegel und Glasfasern werden verwendet,
um das Licht halt zu leiten
Von der Quelle zum Experiment. Dann gibt es Protosatoren,
Farbfilter und Blenden, um jetzt Teile des Lichts zu selektieren.
Zum Beispiel, ja, wenn ich so eine super Continue-Quelle habe,
möchte ich da jetzt zum Beispiel nur rotes Licht haben,
dann benutze ich halt ein paar Filter.
Ich möchte nur die Polarisation haben, dann benutze ich halt einen Protosator.
Dann gibt es sogenannte Noise-Eater. Das sind so elektrooptische Komponenten,
die dafür sorgen, dass das die Strahlung,
die aus diesem Noise-Eater wieder rauskommt, immer die gleiche Intensität hat.
Die meisten Laser und Lichtquellen, die schwanken ein bisschen,
sagen wir,
fünf Prozent in der Intensität
Und wenn man das jetzt nicht haben möchte,
dann schickt man halt diese Strahlung in so ein neues Eater
hinein und kriegt dann der Neuseeter.
Ich kann einmal ganz kurz anmalen, wie so ein Neuseeter funktioniert.
Also ich habe jetzt hier meine Welle,
aber ich meinetwegen auch irgendwie verschiedene Polorisationen, also unpolarisiert.
Dann ist jetzt hier der Neuseeter. Und in diesem Neuseeter
findet sich erstmal
ein Eingangspolarisator
Das heißt, hier wird schon mal eine Polosation rausgefiltert.
Dann ist hier so ein elektrooptischer Kristall. Da liegt dann
irgendwie eine Spannung an. Also es funktioniert meistens automatisch.
Und in diesem Kristall wird jetzt die Pornosation gedreht.
Also ich gehe so polarisiert rein und je nachdem,
was für eine Spannung ich hier anlege, dreht sich die Polorisation.
Auf der anderen Seite ist jetzt ein Polarisator,
der dazu senkrecht polarisiert ist. Das heißt,
ich schickiere Licht rein, dann stelle ich die Spannung so ein,
dass hier halt ein gewisser Anteil wieder durchkommt.
Und ich habe dann jetzt hier so polarisiertes Licht,
mit geringerer Intensität. Es sei denn, ich drehe hier
genau um 90 Grad. Hier ist dann noch ein Beams-Pitter.
Der misst einen Teil auf einer Fotodidiode. Also,
der misst die Intensität des Lichts hier auf der Fotodiode.
Und wenn jetzt hier eine Schwankung stattfindet,
dann messe ich ja diese Schwankung hier auf der Fotodiode.
Und dann ändere ich die Spannung, die hier anlegt.
Das heißt, wenn jetzt hier das Gelicht geringer wird,
messe ich das hier,
dann muss ich hier weiter drehen,
dann kommt wieder mehr raus
Das ist so eine Steuerung, also ich messe hier,
wie die Intensität ist und stelle dann mit diesem Element ein, dass das alles konstant bleibt.
Wie schnell kann das Ding denn reagieren und auf welcher Zeitskala kommen die Schweinehunde an? Ja,
die Schwankungen sind eher langsam, also das wird nicht,
ja, ich sag mal so, Milli-Herz,
also das ändert sich,
also wenn jetzt eine Minute lang ist,
ist es konstant und dann nach einer Minute ist es auf einmal 5% weniger,
also es fällt dann irgendwie ab oder sowas und die Reaktionszeit von dem Ding ist ja eher so Mikrosekunden,
also es kann schon sehr,
sehr schnell nachregeln
Also das ist so ein neues Eater, das wird auch häufig mal verwendet.
Warum heißt denn das neues? Also ich würde das jetzt,
das ist ja eigentlich nur, das ist die Intensität,
Handler, deswegen, was man sonst dann will.
Genau, also du hast... Neues Eater hat das ja
irgendwie so, die Störung oder so raus. Ja,
diese Schwankung auf der Intensität, das, also ist halt Rauschen,
also Noise, und der wird halt aufgegessen.
Ja, also Rausch, ja,
sehr glättet das Rauschen raus sozusagen
Ich habe jetzt auch gedacht, dass es Rausschneiden schneller ist,
die Phänomene ist, was die ganze Zeit irgendwie...
Ja, also es hängt natürlich immer damit zusammen,
wie schnell man überhaupt auf der anderen Seite messen kann.
Also wenn man jetzt dann irgendwo am Ende Messwerte aufnimmt und
da müsste man zum Beispiel tausend Wert pro Sekunde,
was gar nicht schlecht ist, also da hat man eine Promilli-Sekunde einen Wert.
Wenn das Ding aber jetzt schon eine Mikrosekunde braucht,
um nachzuregeln, dann wird man ja gar nicht mitkriegen,
ob da noch was durchkommt.
Also Promesswert hat er ja dann schon tausendmal nachgeregelt
Also ganz sehr viel kürzere Schwankungen,
also als nur eine Mikrosekunde kann er dann auch nicht ausgleichen,
aber meistens müsste man ja gar nicht so schnell.
Genau, dann waren wir bei der Prozessierung, mit dem Commato halt, ein Spektrometer umgedreht.
Ein Spektrometer, ein Spektrometer, das wisst ihr.
Und ja, damit kann ich mir halt eine Wellenling aussuchen.
Genauer als mit so einem Farbfilter,
also so einem Farbfilter wird dann verwendet, wenn ich sagen will,
ich will 650 bis 670 Nadelmeter Licht haben,
dann kann ich ein Fahrfilter verwenden,
wenn ich jetzt sage,
ich will genau 660 Nadelmeter haben,
dann benutze ich halt
diesen Monokumator
Als nächstes kommen wir ja zu den Intellektoren. Also der Einfall,
ja, einer der Detektoren wäre dann zum Beispiel das Auge.
Man mag es kaum glauben, also so ein Auge ist
schon in der Lage, einzelne Photonen zu detektieren.
Also das ist schon sehr, sehr empfindlich,
wenn man halt das Auge lang genug an Dunkelheit gewöhnt,
dann wird es auch einzelne Photonen sehen.
Das ist natürlich sehr unpraktisch,
wenn man sich da hinsetzen müsste und dann irgendwie zählen müsste.
Aber man kann schon sehr, sehr geringe Intensitäten mit dem Auge sehen.
Also teilweise ist es schon dann schon schwer,
mit einer normalen Fotodiode noch was zu sehen.
Mit dem Auge sieht man das Licht dann aber doch
Und das Maximum liegt halt bei 555 Nanometern, liegt halt
daran, wie die Stäbchen und das Häpfchen angeordnet sind.
Auge wird man aber niemals verwenden, um irgendwie ein Experiment zu machen.
Ein auch sehr empfindlicher Detektor ist der sogenannte Foto-Multiplier.
Der funktioniert folgendermaßen. Man hat hier ein einkommendes Photon.
Dieses Photon trifft auf so eine Fotokathole auf und löst dann da ein Elektron heraus.
Dieses Elektron, was dann da durch dieses Foto erzeugt wurde,
das wird dann über mehrere Dynoden beschleunigt.
Also hier liegt dann immer eine Spannung an, die Beschleunigungsspannung.
Und wenn jetzt dieses Elektron auf diese Dynoden trifft,
löst es dann weitere sekundäre Elektronen aus und dadurch entsteht dann so eine Lawine.
Also es wird hier mehrere Elektronen,
es wird immer mehr und am Ende kann ich dann,
selbst wenn ich ein einzelnes Foto hier nur habe,
was einen Elektronen herauslöst, dennoch eine Spannung am Ende messen.
Durch diese Verstärkungsreihe. Und typischerweise benutzt man das im Sichtbaren
und im UV-Bereich, im Infraroten sind die sehr,
sehr teuer, gibt es aber auch und nicht so empfindlich.
Und hier ist mal, ja, die Quanteneffizienz, das heißt,
wie viel Fotostrom, Elektronen kriege ich pro eingestrahlten Photon.
Und da sind wir so bei über 40 Prozent teilweise.
Das heißt, fast jedes zweite Foton, was ankommt,
erzeugt dann auch einen Spannungspuls, den ich am Ende messen kann.
Und ja, sind halt sehr klobig und empfindlich,
aber wenn man sehr wenig Lichtintensität hat, dann benutzt man die halt noch.
Einfachste Detektor, die man sich vorstellen kann und der auch sehr oft benutzt wird,
überall verbaut ist, sind diese Fotoligionen,
ist im Prinzip so ähnlich wie so eine Laserdiode mit PN-Übergang,
funktioniert nur umgekehrt
Also ein eingestrahltes Foto und erzeugt einen Exiton.
Dieses Exiton wird dann aufgeteilt. Und ja, in diesem
PN-Übergang aufgeteilt. Und ich kann halt einen Fotostrom messen.
Kann man immer noch durch Dotierung die Trennung der Ladung verbessern.
Und um jetzt ein Foto-Elektron zu erzeugen,
muss dieses eingestrahlte Licht, was hier auf die Diode trifft,
erstmal eine höhere Energie haben als die Bandlücke in diesem Halbleiter,
den ich da verwende.
Und dadurch ergibt sich halt die Response-Funktion von
so einer Fotodiode
Könnte auch irgendwie in der Prüfung mal reinkommen. Und die ist
erstmal hier aufgezeigt. Also die geht an, wie viel Fotostrom,
also wie viel Ampere ich pro Watt, Lichtleistung aus der Fotodiode rausbekomme.
Die Bandblöcke von Silizio liegt bei 1,12 E-World, also ungefähr 1,1 Mikrometer.
Das wäre hier. So, wenn ich jetzt eine Energie habe,
die höher als diese Bandlücke ist,
wenn wir jetzt zum Beispiel die 900 Nanometern,
erzeuge ich halt 0,6,
also bei einem Watt Lichtleistung erzeuge ich jetzt 0,6 Ampere,
was schon
relativ viel ist
Das heißt, ich kann auch sehr, also Mini-Wart und Mikrowatt-Lichtleistung damit nachweisen.
Und was jetzt passiert, jetzt fällt das hier ab.
Je höher die Energie wird, der eingestrahlten Photon,
desto geringer wird sozusagen der Fotostrom.
Und jetzt ist die Frage, warum ist das so?
Und das liegt daran, dass die Exitonen,
die erzeugt werden in dem Silizium, natürlich immer die gleiche Energie haben.
Also wenn ich jetzt die Bandtocke von Silizium ist,
wie gesagt, 1,12e wollt, wenn ich jetzt mit 5e wollt,
ein Photon mit 5e wollt,
da reinschicke
Dann wird das erstmal relaxieren, bis zur Bandlücke. Und was ich dann messe,
ist dann trotzdem nur diese 1,12 evolt. Das heißt,
ich brauche genau diese Energie, um Exitonen zu erzeugen,
was ich dann als Fotostrom absaugen kann, wenn ich mehr Energie habe,
dann erzeuge ich zwar auch noch einen Exiton,
aber wie soll man sagen,
der Rest geht halt verloren.
Also deswegen fällt das hier ab
Ja jetzt einfach eine grabe Linie. Ja, bitte.
Mir komme ich gleich zu mir genau.
Ich wollte das mal. Ich meine das mal hier ran
. Also ich habe hier irgendwie eine Bandlücke.
Es kommt ein Foto an an. Das erzeugt jetzt,
also ich bin da irgendeiner Energie, kommt ein Foto an.
Das erzeugt jetzt einen Exiton. Das hier ist 1,12. Evolt
. Und wenn ich jetzt die 1,12 Evolt habe,
dann bin ich hier
Das sauge ich dann jetzt irgendwie ab. Also Elektron und Loch,
Paar, sauge ich ab und messe jetzt einen Fotostrom.
Wenn ich jetzt mehr Energie reinschicke, sagen wir hier,
also mehr als diese 1,12e wollt, dann werden die hier relaxieren
zur Bahnklücke und dann abgesagt und ich messe das Gleiche.
Aber ich habe ja mehr Energie reingesteckt. So dieses eine Foto mit
600 Nanometern hat mehr Energie als das mit 700 Nanometern,
erzeugt aber jeweils nur einen Exiton.
Also wenn ich, deswegen ist die Fotodiode halt am effizientesten
direkt unter der Bandlücke
Und jetzt war deine Frage, warum das nicht,
sagen wir mal hier, empire, was?
Warum das nicht hier ist, die Banklücke? Warum das nicht so aussieht?
Und das ist eher so und hier am Ende ist auch nochmal was.
Also hier in dem mittleren Bereich ist es genau diese Linie.
Und also höher als diese Linie kann man eh nicht kommen,
weil also das wäre dann schon Quanteneffizienz von 100 Prozent.
Dieser Abfall hier vorne. Also warum man hier jetzt nicht
Exiton erzeugt oder warum man so eine geringe so einen geringen Response hat,
obwohl es ja über der Bandlücke ist. Es liegt daran,
dass es hat eher technische Gründe, das liegt daran,
dass wenn jetzt ein Foto und auf diese Idiode trifft,
dass teilweise die Exitonen auch an der,
also je nach Energie relaxieren, dann die Exitonen,
ohne abgegesaugt zu werden.
Also ich treffe auf die Fotodiode, auf die Fläche,
mit Zeugen Exitonen, was sofort wieder rekombiniert.
Dann kann ich das natürlich nicht nachweisen.
Also das liegt an der Eindringtiefe der Photonen in das Material
und die Eindringtiefe hängt von der Wellenlinge ab
Wenn ich jetzt eine lange Wellenlänge habe, dann ist die Eindrucktiefe geringer.
Und ja, dann rekommidieren die Photonen. Und das erklärt halt diesen Bereich.
Hier wiederum ist es dann so, dass die eine tiefe,
ja, dass sie auch irgendwie zutiefst sein kann.
Das heißt, wenn ich dadurch diese PN-Schicht,
die ich da in der Fotodiode habe,
durchschieße und am Ende rekommidieren dann die Photonen,
die Exitonen wieder, dann habe ich sie auch nicht nachgewiesen.
Also eigentlich ist es dieser Anstieg,
linearer Anstieg und dann gibt es halt diese beiden Bereiche,
die mit der Eindringtiefe zusammenhängen
Und so ergibt sich halt diese Response-Funktion von zum Beispiel
einer Sidi-Judio oder so wichtig ist es halt immer,
dass es die Energie höher sein muss als die Bandlücke.
Und was macht man jetzt, wenn man eine Strahlung nachweisen will,
die ja zum Beispiel 1.200 Nanometer nachweisen will?
Und dann kann man halt einfach ein anderes Halbleitermaterial nehmen,
was eine andere Bandlücke hat. Zum Beispiel in ihrem Guyum-Asinit-Dion
, sind empfindlich so zwischen 900 und 1.700 Nanometern.
Dann gibt es noch Indium-Antimon-Dioden, die dann für noch längere
Wellenlängen empfindlich sind. Gibt es auch noch andere Idioden,
die Guyum-Fosfetioden, also im Vorbereich empfindlicher sind,
da muss man dann halt je nach Anwendung sich die richtige Diode aussuchen.
Je nach Bandlücke halt. Hier sind nochmal die Bandlücken alle zusammen aufgeschrieben.
Und ja. Durch Massenproduktion ist das natürlich sehr,
sehr billig. Also so ein ganz kleines Stückchen Silizium,
ein bisschen verarbeitet, billiger als hier so ein Fotomultiplayer aufzubauen.
Dann kann man, wenn man jetzt sehr wenig Licht hat wieder
aus diesen Fotodioden hier, kann man die ein bisschen umbauen.
Und dann kann man sogenannte Single-Photo-Counter
Kaufen. Also wir bauen die natürlich nicht selber, kann man kaufen.
Das ist sozusagen das Analogon, das Halbleiteranalogon zu diesem Foto-Multipliyer.
Ich habe hier wieder so eine PN-Schicht, diesmal sogar mehrere,
mit verschiedenen Dotierungen drin. Und jetzt kann ich eine Spannung,
eine äußere Spannung an diese Fotodiode anlegen. Das führt dazu,
wenn jetzt ein Foto und hier auftrifft, das erzeugt dann
einen Exiton und jetzt wird dieses Elektron durch diese äußere Spannung beschleunigt.
Und in dem Halbleiter bildet sich dann so eine Lawine,
also dieses Elektron beschleunigt,
er wird beschleunigt durch die äußere Spannung und erzeugt dann wiederum
weitere Exitonen
Und da habe ich ja ein einzelnes Foto,
was hier auftrifft, was dann wieder so eine Lawine auslöst.
Deswegen heißen die auch so Avelanched-Dionen durch die äußere Spannung,
löse ich halt die Lawine auf und kann dadurch
sehr viel geringere Richtintensitäten noch messen.
Hier ist nochmal die Wahrscheinlichkeit, dass ich ein Foto und
detektiere gegen die Wellenlänge aufgetragen. Und da sieht man,
dass es sich so bei 35 Prozent bin.
Ich mag sie immer bei 500 Nanometern. Und das heißt,
ich komme ähnlich, also ich bin hier im ähnlichen Bereich
wie diese Foto Multiplyer
Wenn man jetzt Strahlung hat, die sehr viel langweiliger ist,
zum Beispiel, ja, mehrere Mikrometer oder mehrere hundert Mikrometer Strahlung,
also Wernestrahlung hat und die detektieren möchte,
dann geht das natürlich nicht mit irgendwelchen Photodioden.
Da gibt es ein sogenanntes Bolometer, wird selten verwendet.
Und das funktioniert so, dass ich halt einen Absorber habe,
der diese Mikrowellenstrahlung absorbiert.
Und dann eigentlich nur einen Thermometer. Und ich messe
die Erwärmung dieses Absorbers und kann darüber dann Rückschlüsse auf
die Intensität dieser Strahlung machen
Also, Ferninfrarotstrahlung ist damit eher gemeint. Es wird nur benutzt,
wenn es anders nicht geht. Also, wenn es irgendwie
anders nicht geht, dann muss man halt sowas machen.
Machen wir aber jetzt hier nicht bei uns in der Gruppe.
Und als nächstes gibt es dann, ja,
es ist ähnlich wie eine Reihe von Photodioden aneinander,
so eine CCD-Kamera, wo ich dann hier einzelne Pixel habe,
wo dann Ladungsträger erzeugt werden, wenn da Licht auftrifft.
Und die kann ich dann nacheinander in so eine Reihe auslesen.
Also, hier ist nochmal die Quanteneffizienz von so einer CCD,
ist also ähnlich gut wie bei so einer normalen Photodiode.
Es sind halt eigentlich Fotodioden ganz viele nebeneinander
Und die kann ich dann alle nacheinander auslesen.
Wenn wir überall Zuleitung dran sind, ich lese die
einzelnen Pixel hier aus und habe dann damit ein Bild.
Also wenn man jetzt, ja, wenn eine Photodiode nicht reicht,
wenn man wirklich ein Bild von irgendwas machen will,
sind, ja, dann benutzt man halt eine CCD.
Um jetzt da noch Farbinformationen rauszukriegen, kann man dann halt
einfach so einen Farbfilter auf die einzelnen Pixel machen.
Das nennt sich Hisel Buyer Pattern. Da kann man dann rot,
grün und blau einen Farbfilter vor die einzelnen Pixel machen.
Das heißt, dieser blaue Pixel wird bei roter Strahlung
gar nicht aktiviert
Dann mittelt man hier über diese, ja,
über dieses Farbraster und hat dann halt ein Farbbild.
Das Auslesen funktioniert natürlich genauso wie bei einer Fotodiode
dann vorher auch. Und kurze Zusammenfassung zu den Intellektoren,
also wie gesagt, Auge ist sehr, sehr empfindlich.
Also auch mindestens genauso empfindlich wie so ein Single-Foto-Counter.
Natürlich sehr langsam. Also man kann da jetzt nicht
100 Herz oder sowas mit messen.
Ein Herz vielleicht. Dann, ja,
Siliziumdioden sind sehr,
sehr günstig
Können auch empfindlich sein, haben den Nachteil,
dass es nur ein Pixel ist. Andere Reviewen haben auch
nur einen Pixel für eine andere Wellenlänge, Bolometer für weit,
also Ferninfrarotstrahlung, ist aber auch nicht so empfindlich.
CCD-Kameras, ähnlich wie so eine Fotodiode, sind dafür aber langsamer.
Also so eine Fotodiode, so eine Siliziumdiode,
da kann man auch, ja, Megaherz schon teilweise sogar Gigaherz messen.
Also in der Milliarden einzelne Messung pro Sekunde,
also in einer CCD-Kamera hieß natürlich, ja,
sehr viel langsamer als so eine Fotodiode.
Single-Fotoen-Counter, wie gesagt, empfindlicher als die Sidishymdiode,
aber auch nur ein Pixel. Und den Fotomultiplyer,
der aber auch immer mehr ersetzt wird durch diese Single-Foto-Counter aus Kostengründen einfach.
Das war's mit den einzelnen Komponenten. Also man hat hier so
einen Bausatz von verschiedenen Diodenquellen und Optiken und baut sich dann damit das Experiment auf.
Und wie funktionieren jetzt die einzelnen Techniken,
die man benutzt, um Metamaterialien zu untersuchen?
Und da fangen wir mal an mit so einem Reflex zu einfachen Reflexionsmessung.
Also ich schicke Licht auf eine Probe und gucke,
was zurückkommt
Ja, jetzt im Zusammenhang mit Metamatoialien und Oberflächenplasmoden ist natürlich
das einfachste Experiment, so ein Anregungsexperiment von Oberflächenplasmoden.
Das heißt, ich habe hier so ein Prisma,
schicke dein Licht mit der richtigen Wellenlänge,
richtigen Polarisation und im richtigen Winkel da rein und dann
kann ich halt hier in Oberflächenplasmoden das erzeugen,
wenn ich genau auf der Dispussion bin.
Also das hat Stefan ja alles schon ausführlich erklärt, glaube ich.
Und wenn man das jetzt real umsetzen will,
dann sieht das halt so ein Experiment mal so aus.
Das war ein Masterstudent von uns von 20011.
Der hat halt so
ein Setup aufgebaut
Mit dem man das dann auch reell umsetzen kann.
Wir fangen mal bei der Quelle an. Also wir hatten da
diese Weißlichtquelle, die von 500 bis 2400 Annometern strahlt.
Dann haben wir hier einen Shopper, das ist nur für
die Detektion, also könnte man auch weglassen.
Der modelliert halt das Licht, also macht an aus,
wie bei einer bestimmten Frequenz und ich kann dann am Ende
mit so einem Login-Verstärker diese Frequenz wieder rausfiltern.
Bin ich jetzt nicht drauf eingegangen, könnte man auch weglassen.
Dann wird aus diesem weißen Licht erstmal eine Wellenlänge rausgefiltert,
indem ich das halt auf so ein Gitter schicke.
Ich habe halt hier sozusagen Monochromator, das weiß ich nicht,
kommt das Gitter, je nachdem wie dieses Gitter steht,
wird jetzt ein Teil des Spektrums mit einem Objektiv in so eine Glasfaser eingekoppelt.
So, und die Glasfaser führt dann jetzt zum Experiment,
also ich habe hier eine Glasfaser,
wo du ein Licht nach einer bestimmten Wellenlänge rauskommt.
Was ich hier schon gemacht habe, ist ja einmal die Quelle genommen,
da habe ich ein bisschen von diesen Prozessierungskomponenten benutzt,
um jetzt die gewünschte Wellenlänge zu haben.
So, und damit dieses Licht, was aus der Glasfaser kommt,
jetzt auch kollimiert ist, brauche ich eine Linse.
Die habe ich hier, dann habe ich einen Pinhole,
da kann ich dann nochmal das Strahlprofil
ein bisschen beeinflussen
Dann habe ich hier einen Polarisator, der dann halt
die richtige Polarisation auswählt, um dieses Fasnon anzuregen.
Dann habe ich als nächstes hier einen Beams bitter.
Und dieser Beamsbilder ist dazu da, um schon mal zu messen,
wie viel Licht ich eigentlich auf die Probe raufgebe.
Also immer diese Fotodiolemist, was sozusagen hier reingeht.
Und da habe ich hier dieses Prisma mit so einer Korrektureninsel.
Das Prisma hat ja hier so eine Krümmung.
Und wenn ich jetzt so ein Koordinierten Licht schreibe auf so
eine Krümmung gebe, würde das Licht eigentlich hier fokussiert werden.
Durch diese Fokussierung habe ich verschiedene K-Vektoren wiederum
Und um das zu vermeiden,
also ich will nur einen einzelnen K-Vektor haben,
der gegeben ist halt durch diesen Einstrahlwinkel, gibt es hier so eine Korrekturlinse,
die hat dann auch die entsprechende Krömung hier auf der einen Seite,
sodass der Strahl auch im Prisma noch kollimiert ist,
nur einen Charektor hat.
Dann habe ich hier ein kleines Glaspättchen mit dem Goldfilm
drauf zum Beispiel. Da wird dann das Plasma erzeugt,
wenn dieser Winkel hier stimmt, also hier ist der Winkel Tetter,
den kann man einstellen,
weil dieses ganze Ding lässt sich dann bewegen,
also dieser gesamte Arm lässt sich bewegen
Kann ich den Einstrahlwinkel einstellen? Wenn ich den winke,
hier den Einstrahlwinkel ändert, dann ändert sich natürlich auch der Ausstrahlwinkel.
Deswegen ist hier nochmal eine zweite Beamline. Das heißt,
ich bewege das und ich bewege das, sodass dieser Strahl immer konstant bleibt.
Wenn ich den Winkel durchfahre. Und dann habe ich hier wieder einen Pinhole,
noch eine Linse, also es ist wieder das gleiche Problem,
wenn das Licht jetzt hier rausgeht,
dann würde das auch divergieren durch diese Krümmung hier.
Und ich will es aber auf die zweite Didiode schicken,
um dann zu messen, was denn zurückkommt.
Und was ich jetzt messe, ist einmal das Verhältnis von dem,
was ich rauskriege und dem, was ich hier reingebe.
Also ich hatte diese zwei Idioten. Und wenn die beide
das Gleiche anzeigen, muss natürlich hier einmal kurz einstellen,
weil ich messe ja sozusagen diesen Strahl, aber ich benutze diesen Strahl.
Aber wenn man diesen Beefswitter jetzt so wählt,
dass der halt genau 50 Prozent hier hingibt,
dann weiß ich ja, wie intensiv dieser Strahl ist.
Das heißt, wenn diese beiden Diionen das Gleiche messen,
dann heißt das, da wird nichts angeregt.
Also das Licht kommt ja, alles Licht, was reingeht, kommt auch wieder raus.
Das heißt, es kann ja nirgendwo dann ein Plasmon erzeugt werden.
Und mit diesem Setup kann ich dann halt jetzt für verschiedene Wellenlängen,
indem ich halt dieses Gitter hier Ja, drehe,
ein Plasmund anregen, in dem ich dann auch den K-Vektor durchfahre.
Und was man machen möchte, ist,
also hier hat man den K-Vektor,
hier hat man verschiedene Wellenlängen und man macht dann verschiedene Scans,
hier so lang, für eine Wellenlänge, für die nächste,
für die nächste, um dann genau diese Plasmunddispersion abzufahren.
Und das funktioniert alles automatisch und dann hat man am Ende
die Person des Plasmunds und was er jetzt,
Federico war das,
was er damit untersucht hat,
war jetzt die Wechselwirkung von Oberflächenplasmon
auf einem Goldfilm
Mit einem Farbstoff. Und zwar hat er da Rodermin,
das ist so ein Laser-Dye genommen.
Dieses Rodermin, das wurde in einen Luck gemischt.
Und dieser Luck wurde dann auf den Metallfilm aufgebracht.
Und jetzt, wenn ich jetzt einen Plasman erzeuge,
dann läuft das natürlich an der Grenzschicht Metall.
Hier in dem Fall ist jetzt Luft.
Ja, hier ist es dabei gezeigt. Also,
die Probe sah so aus, dass man hier Glas hat.
Dann hat man sogar Silber. Und dann hat man hier
PMMA-Luck mit diesem Rodermin 800. Dieser Farbstoff, der Absorbierteilstrahlung bei
bestimmten Wellenlängen
Und diese, der ist halt in dieser PMA-Matrix, ja, eingemischt.
Wenn wir jetzt das Plasmann hier durchläuft an der Oberfläche,
dann gibt es eine Wechselwirkung zwischen dem Plasmann und diesem Farbstoff.
Und das ist mal hier gezeigt,
also dieser Farbstoff hier unten in dem letzten Plot,
ist die Absorption von diesem Brodamin gezeigt.
Also dieses Rodamin hat zwei Absorptionslinien. Einmal bei 640 ungefähr.
Und einmal bei 690. Also diese beiden Peaks. Und was
er jetzt gemacht hat, er hat halt hier ein Plasmann erzeugt.
Jetzt erst mal hier bei 780 Nanometern.
Und jetzt hat er halt dieses Plasmann für verschiedene Wellenlängen erzeugt.
Also einmal hier
In dieser Wellenlänge, dann die nächste Wellenlänge genommen,
indem er halt den Winkel geändert hat und die Wellenlänge dann entsprechend angepasst hat.
Dann hat er sozusagen diesen Plasmondip einmal hier durch diese Absorptionslinien durchlaufen lassen,
von rechts nach links. Also hier steht immer,
hier ist der Winkel eingezeichnet, 52, 55,
also wenn ich den winke,
dann erinnere ich den K-Vektor und fahre dann halt an der Plasmondis Person entlang und den haben wir dann,
oder hat er durch diese Absorptionslinie durchlaufen lassen und dann hat er halt Folgendes gesehen,
sobald ich mich hier diese Absorptionslinie nähere,
ja,
gibt es hier noch so
ein Minimum
Also es gibt hier sozusagen zwei Plasmonenäste, einmal diesen hier und einmal diesen hier.
Sieht man hier nochmal deutlich. Zumindest ist das bei der
stärkeren Absorptionslinie passiert. Und wenn man das dann aufträgt,
das ist hier Omega 1 und Omega 2,
wären jetzt die beiden Absorptionsfrequenzen gewesen.
Ich scanne die gelbe Linie ab. Und ja,
das Ergebnis sieht dann so aus, dass die Plasma-Displosion,
das sind jetzt hier die roten Punkte, so das,
was hier gäbe, das ist jetzt hier rot in der Messung.
Sieht man das an der Absorptionslinie,
dass Plasma halt hier unten abknickt
Dafür aber ein zweiter Ast hier oben entsteht. Das nennt
man so ein Anti-Crossing, das beobachtet man öfter mal,
wenn man, ja, in zwei verschiedenen Effekte miteinander konkurrieren.
Und ja, das sieht man einmal in dieser Absorptionslinie,
einmal in der zweiten auch.
Und ja, das war halt so ein typisches Reflexionsexperiment.
Dann kann man natürlich auch noch Transpissionsexperimente machen.
Da schickt man Licht auf der einen Seite rein und guckt,
was auf der anderen Seite rauskommt.
Ein Beispiel ist hier die Untersuchung von, ja,
die untersuchen der magnetischen Resonanz von so Splitlanking-Resulatoren
Das hat Andreas wahrscheinlich schon vorgestellt in der Vorlesung, im Terrahertz-Bereich, glaube ich.
Hat er, ne? Und ja, es läuft halt...
Das Experiment ist gleich gegenzeitig. Ich zeige erstmal das Ergebnis
. Also hier habe ich so das Splittring-Resonatoren,
wo der Abstand dieser Resonatoren verändert wird und der interessante Bereich,
der liegt jetzt halt hier, ist ein bisschen grau hinterlegt.
Für verschiedene Polarisationszustände, also bei der einen Polarisation,
weil die Polarisation so ist, dann erzeuge ich hier keine,
ja, dann geht das Licht halt einfach durch,
wenn die Polarisation so ist
Hier, senkrecht zu diesen beiden Ärmchen. Dann habe ich
halt hier eine Resonanz. Also ich habe hier einmal das
Spektrum, was ich aufnehme. Hier ist eine Resonanz.
Hier ist keine Resonanz. Es sind immer diese grau hinterlegten
Bereiche. Wenn ich jetzt den Abstand dieses Petrin-Resonatoren ändere,
also hier wird er jetzt vergrößert, dann verkleinert sich die Resonanz.
Also hier sieht man, dass der Peak schwächer ist als der.
Und ja, wenn ich diese Spetrin-Resonatoren schließe,
dann sehe ich, je nachdem, also bei beiden Pornosationen nichts.
Und das wäre jetzt mal so ein typisches Transmissionsexperiment, was folgendermaßen aussieht.
Also er hat wirklich dann In Deutschland angeblich eine Wolfram-Lampe verwendet.
Und das Licht dieser Waffenlampe dann eingekoppelt in eine Glasfaser,
genauso wie bei dem anderen Aufbau auch.
Und habe dann hier jetzt halt weißes Licht,
was wieder kollimiert wird, dann polarisiert wird und dann fokussiert wird,
auch so eine Rotationsstage.
Und auf dieser Stage befindet sich dann halt jetzt diese Probe mit diesen Splitting-Resulatoren.
Und da leuchte ich dann durch, fange das Licht hier sozusagen wieder ein.
Dieser Plosator ist halt optional, wenn nicht nur eine Polisationskomponente
mir angucken will
Das gebe ich dann in so einem Spektrum Analoza,
das ist eigentlich wie ein Spektrummeter. Und ja,
dann kann ich halt hier die Transmission in Abhängigkeit des Winkels
und in Abhängigkeit der Wellenlänge bessen. So ähnlich wie hier,
wo ich die Reflexion gemessen habe, in Abhängigkeit vom Winkel unter Wellenlänge,
kann ich auch die Transmission messen, zum ähnlichen Aufbau.
Und wenn man jetzt beides gemessen hat,
also Reflexion und Transmission,
dann kann man wiederum über dieses Parameter-Retrieval-Rückschlüsse machen auf diese Äpfel und Meal-Komponenten,
wenn man jetzt irgendwie ein beliebiges Metamaterial,
was man
sich gebaut hat,
Ähm, ja, Dominiscenz, da gibt's allerlei verschiedene Arten
von Luminiscenz. Also Luminiscenz heißt, ich rege irgendwie
das Material an und gucke, was rauskommt.
Und diese Anregung kann, ja, verschiedenste Weisen erfolgen.
Zum Beispiel kann ich durch Strom irgendwas anregen zum Leuchten.
Das ist Elektronoministenz durch Licht. Dann hab ich Foto-Nistenz,
also ich leuchte zum Beispiel auf meine Probe,
wo so Quantenpunkte drin sind.
Da leuchtet ja mit einer Wellenlänge rein. Diese Wellenlänge regt
dann die Quantenpunkte an und die Quantenpunkte leuchten dann bei einer anderen Wellenlänge wieder.
Soll ich so, ja, Photologie Sense,
so ein Experiment
Wurde hier auch gemacht, dann ja, kann auch mit Elektronen beschießen.
Also irgendwie muss man da halt Energie reinpumpen und gucken,
welche Strahlung dann rausgeht, rauskommt und über die Strahlung,
die rauskommt, kann man dann wieder sagen,
was in diesem, was in der Probe passiert.
Also wie groß sind die Quanten dort,
wenn sie bald der und der Wellen hier leuchten und sowas?
Ein Experiment, also hier ist es nochmal gezeigt für Quantenpunkte sogar.
Halbblätter, Quantensysteme, ja, Elektronenlochparaveren erzeugt mit dem Laser,
die rekuminieren in zum Beispiel so ein Quanten dort.
Also ich erzeuge die jetzt hier im Bike-Material,
dann wandert dieses Exitont in diesen Quantentopf und ist da erst mal gefangen.
Und das wäre dann hier, so ein Galium-Asynit-Quantentopf, ein Alimeum-Galben-Asynit-Substrat.
Und wenn die Exitonen jetzt hier drin sind,
dann durch diesen eindimensionalen Einschluss, haben die dann halt verschiedene Energieniveaus.
Und die können dann rekruminieren. Und ich kann dann anhand
des Lichts, was rausgeht, die einzelnen Energiezustände ablesen.
Also ich habe hier zum Beispiel mehrere den Grundzustand,
dann habe ich einen erst angeregten Zustand, den zweiten angeregten Zustand.
Das war hier irgendwie
ein Praktikumsversuch
Je höher man anregt, also hier möchte ich
nur ganz wenig anregen, sehe ich nur den Grundzustand.
Wenn ich mehr Intensität reingebe, dann sehe ich auch irgendwann
den ersten angeregten Zustand und irgendwann auch den zweiten.
Also das ist so eine Doministenz-Foto-Miscense-Experiment. Und sowas ähnliches haben
wir auch hier bei uns, da wird Huan,
glaube ich, übernächste Woche kurz darauf eingehen,
wenn er über die aufgerollten Strukturen erzählt, die er jetzt untersucht.
Deswegen beschreibe ich dieses Serdar Peters noch nicht, das macht Huan dann.
Und genau, also diese Ergebnisse wird Huan vorstellen in seiner Vorlösung.
In zwei Wochen, glaube ich.
Damit sind wir schon durch.
Vielen Dank