Translation of "Population inversion" in German
The
setting
of
the
population
inversion
in
the
active
laser
medium
4
is
not
affected
substantially
by
this.
Die
Einstellung
der
Besetzungsinversion
im
aktiven
Lasermedium
4
wird
davon
nicht
wesentlich
beeinflußt.
EuroPat v2
This
state
is
also
called
population
inversion.
Dieser
Zustand
wird
auch
als
Besetzungsinversion
bezeichnet.
EuroPat v2
Pump
light
60
is
absorbed
there,
which
results
in
a
population
inversion.
Dort
wird
das
Pumplicht
60
absorbiert,
was
zu
einer
Besetzungsinversion
führt.
EuroPat v2
Pump
light
60
is
absorbed
there,
resulting
in
a
population
inversion.
Dort
wird
das
Pumplicht
60
absorbiert,
was
zu
einer
Besetzungsinversion
führt.
EuroPat v2
This
ensures
the
population
inversion
between
the
upper
and
the
lower
laser
level
required
for
the
laser
activity.
Dies
stellt
die
für
die
Lasertätigkeit
erforderliche
Besetzungsinversion
zwischen
dem
oberen
und
dem
unteren
Laserniveau
sicher.
EuroPat v2
Active
layer
40
is
the
layer
in
which
at
least
a
partial
population
inversion
is
possible.
Die
aktive
Schicht
40
ist
die
Schicht
in
der
zumindest
in
Teilen
Besetzungsinversion
möglich
ist.
EuroPat v2
Analogously,
laterally
expanding
radiation
modes
generated
in
the
vertical
emitter
region
reduce
the
population
inversion
and
thus
the
pump
efficiency.
Analog
vermindern
sich
im
Vertikalemitterbereich
erzeugte
lateral
ausbreitende
Strahlungsmoden
die
Besetzungsinversion
und
damit
die
Pumpeffizient.
EuroPat v2
There
is
particular
interest
in
annular
laser
arrangements
to
be
pumped
by
current
injection,
what
are
referred
to
as
ring
laser
diodes,
whereby
this
principle
of
effecting
the
population
inversion
needed
for
the
stimulated
emission
by
current
passage
through
a
pn-junction
of
a
semiconductor
member
is
already
disclosed
by
Heywang,
DE-AS
12
98
216.
Besonderes
Interesse
besteht
für
durch
Strominjektion
zu
pumpende
ringförmige
Laseranordnungen,
sogenannte
Ringlaser-Dioden,
wobei
dieses
Prinzip
die
für
die
stimulierte
Emission
notwendige
Besetzungsinversion
durch
Stromdurchgang
durch
einen
pn-Übergang
eines
Halbleiterkörpers
zu
bewirken,
bereits
aus
der
DE-AS
12
98
216
von
Heywang
bekannt
ist.
EuroPat v2
An
arrangement
for
the
generation
of
CO2
laser
pulses
of
high
power.
In
a
first
step,
the
laser
medium
is
brought
by
an
electrical
pumping
pulse
into
a
state
of
extremely
high
population
inversion
and,
in
a
second
step,
this
inversion
is
decayed
suddenly
by
a
Q-switching
effect
in
such
a
manner,
that
radiation
pulses
of
extreme
power
magnification
arise.
Aufgabe
der
Erfindung
ist
es,
die
maximale
Umsetzung
der
potentiell
zur
Verfügung
stehenden,
im
Lasermedium
speicherbaren
Energie
in
Strahlungsimpulse
hoher
Leistung
dadurch
zu
gewährleisten,
daß
in
einem
ersten
Schritt
mittels
eines
elektrischen
Pumpimpulses
das
Lasermedium
in
einen
Zustand
extrem
hoher
Besetzungsinversion
gebracht
und
in
einem
zweiten
Schritt
durch
einen
Güteschaltungseffekt
diese
inversion
schlagartig
derart
abgebaut
wird,
daß
Strahlungsimpulse
extremer
Leistungsüberhöhung
entstehen.
EuroPat v2
Thus,
distances
of
several
meters
to
hundreds
of
meters
can
separate
the
peripherally
located
electronic
assemblies,
e.g.
the
readout
section
(for
example
a
CCD
camera
with
a
computer
interface),
the
pumping
light
source
(for
example
a
laser
diode
that
is
required
for
generating
the
population
inversion
in
the
optical
amplifier
section)
on
the
one
side,
from
the
purely
optical
section
on
the
other
side
with
the
sensor
section
responsible
for
conversion
of
the
X-ray
or
?-quanta
and
the
optical
amplifier
section.
Zwischen
den
peripher
angeordneten
elektronischen
Baugruppen,
z.B.
dem
Ausleseteil
(z.B.
CCD-Kamera
mit
Compter-Interface),
der
Pump-Lichtquelle
(z.B.
eine
Laserdiode,
die
zur
Erzeugung
der
Besetzungsinversion
im
optischen
Verstärkerteil
benötigt
wird)
auf
der
einen
Seite
und
dem
rein
optischen
Teil
auf
der
anderen
Seite
mit
dem
Sensorteil,
der
für
die
Konvertierung
der
Röntgen-
bzw.
?-Quanten
verantwortlich
ist,
und
dem
optischen
Verstärkerteil
können
daher
Entfernungen
von
mehreren
Metern
bis
hunderten
von
Metern
liegen.
EuroPat v2
In
the
case
of
a
pulsed
laser
it
is
of
advantage
to
provide
means
for
the
permanent
generation
of
gas
discharges
in
combination
with
means
for
the
pulsed
energy
supply
into
the
plasma
so
that
the
pulsed
energy
supply
into
the
plasma,
which
eventually
produces
the
population
inversion
in
the
higher
energy
levels,
can
be
superposed
upon
the
permanent
gas
discharge,
especially
a
HF
frequency
or
microwave
frequency
discharge.
Bei
einem
gepulst
betriebenen
Laser
ist
es
vorteilhaft,
Mittel
zum
permanenten
Erzeugen
einer
Gasentladung
in
Kombination
mit
Mitteln
für
eine
gepulste
Energiezufuhr
in
das
Plasma
vorzusehen,
so
daß
der
permanenten
Gasentladung,
insbesondere
einer
Hochfrequenz-
oder
Mikrowellengasentladung,
eine
gepulste
Energiezufuhr
in
das
Plasma
überlagert
werden
kann,
welche
erst
die
für
das
Aussenden
von
Laserlicht
erforderliche
Besetzungsinversion
der
höheren
Energieniveaus
erzeugt.
EuroPat v2
However,
with
electrically
pulsed
gas
discharges,
the
achievable
magnification
of
the
peak
pulse
power
relative
to
the
cw
(continuous-wave)
power
is
limited
to
a
factor
of
about
10,
since
the
processes
of
the
build-up
of
the
population
inversion
by
the
gas
discharge
and
the
decay
of
the
inversion
by
the
oscillation
build-up
of
the
laser
overlap
in
time.
Allerdings
ist
bei
der
elektrischen
Pulsung
der
Gasentladung
die
erreichbare
Oberhöhung
der
Impulsspitzenleistung
im
Vergleich
zur
cw-Leistung
auf
etwa
einen
Faktor
10
beschränkt,
da
sich
die
Prozesse
des
Aufbaus
der
Besetzungsinversion
durch
die
Gasentladung
und
des
Abbaus
der
Inversion
durch
das
Anschwingen
des
Lasers
zeitlich
überlappen.
EuroPat v2
This
disadvantage
is
largely
avoided
by
the
various
methods
of
Q-switching
CO2
lasers,
since
with
these
methods
a
population
inversion
of
maximum
amplitude
can
develop
to
begin
with,
which
is
then
converted
by
the
sudden
increase
in
the
quality
of
the
laser
resonator
into
a
radiation
pulse
of
greatly
magnified
power.
Dieser
Nachteil
wird
bei
den
verschiedenen
Methoden
der
Güteschaltung
von
CO
2
-Lasern
weitgehend
vermieden,
da
sich
bei
ihnen
zunächst
eine
maximal
hohe
Besetzungsinversion
ausbilden
kann,
die
dann
durch
schlagartige
Erhöhung
der
Güte
des
Laserresonators
in
einen
Strahlungsimpuls
mit
stark
überhöhter
Leistung
umgesetzt
wird.
EuroPat v2
The
invention
is
thus
directed
to
the
provision
of
CO2
-laser
high-power
pulses
with
maximum
conversion
of
the
energy,
that
is
potentially
available
and
can
be
stored
in
the
laser
medium,
owing
to
fact
that,
in
a
first
step,
the
gas
mixture
of
the
low-pressure
CO2
laser
is
brought
with
the
help
of
a
defined
electrical
pumping
pulse
into
a
state
of
extremely
high
population
inversion
and,
in
a
second
step,
this
inversion
is
decayed
suddenly
through
a
special
Q-switching
effect
in
such
a
manner
that
the
radiation
pulses
arise
with
an
extreme
magnification
of
power.
Der
Erfindung
liegt
die
Aufgabe
zu
Grunde,
Ca
2
-Laser-Hoch-
leistungsimpulse
bei
maximaler
Umsetzung
der
potentiell
zur
Verfügung
stehenden,
im
Lasermedium
speicherbaren
Energie
dadurch
zu
erzeugen,
daß
in
einem
ersten
Schritt
mit
Hilfe
eines
definierten
elektrischen
Pumpimpulses
das
Gasgemisch
des
Niederdruck-CO
2
-Lasers
in
einen
Zustand
extrem
hoher
Besetzungsinversion
gebracht
und
in
einem
zweiten
Schritt
durch
einen
speziellen
Güteschaltungseffekt
diese
Inversion
schlagartig
derart
abgebaut
wird,
daß
Strahlungsimpulse
mit
extremer
Leistungsüberhöhung
entstehen.
EuroPat v2
A
180°
pulse,
the
"adiabatic
fast
passage"
method
or
a
special
selective
radio-frequency
pulse
described
by
Silver
("Selective
Population
Inversion
in
NMR",
Nature
310,
pp.
681-683,
August
1984)
can
be
employed
for
this
purpose.
Hierzu
kann
ein
180°-Puls,
das
"adiabatic
fast
passage"-Verfahren
oder
auch
ein
speziell
von
Silver
("Selective
Population
Inversion
in
NMR",
Nature
310,
Seiten
681
bis
683,
Aug.
1984)
beschriebener
selektiver
Hochfrequenzpuls
benutzt
werden.
EuroPat v2
Moreover,
the
mechanism
of
electrically
pulsing
the
gas
discharge
limits
the
achievable
magnification
of
the
peak
pulse
power
to
a
factor
of
10,
since
the
processes
of
the
build-up
of
the
population
inversion
by
the
gas
discharge
and
the
decay
of
the
inversion
by
the
oscillation
build-up
of
the
laser
overlap
in
time.
Außerdem
beschränkt
der
Mechanismus
der
elektrischen
Pulsung
der
Gasentladung
die
erreichbare
Oberhöhung
der
Impulsspitzenleistung
auf
etwa
einen
Faktor
10,
da
sich
die
Prozesse
des
Aufbaus
der
Besetzungsinversion
durch
die
Gasentladung
und
des
Abbaus
der
Inversion
durch
das
Anschwingen
des
Lasers
zeitlich
überlappen.
EuroPat v2
The
state
which
is
referred
to
as
population
inversion
was
produced
and
demonstrated
in
graphene
by
Isabella
Gierz
and
her
colleagues
at
the
Max
Planck
Institute
for
the
Structure
and
Dynamics
of
Matter,
together
with
the
Central
Laser
Facility
in
Harwell
(England)
and
the
Max
Planck
Institute
for
Solid
State
Research
in
Stuttgart.
Den
Besetzungsinversion
genannten
Zustand
haben
Gierz
und
ihre
Kollegen
des
Max-Planck-Instituts
für
Struktur
und
Dynamik
der
Materie
in
Zusammenarbeit
mit
der
Central
Laser
Facility
in
Harwell
(England)
und
dem
Max-Planck-Institut
für
Festkörperforschung
in
Stuttgart
im
Graphen
erzeugt
und
nachgewiesen.
ParaCrawl v7.1
By
suitable
dimensioning
of
the
laminated
structure
and
the
contact
geometry
of
the
laser
25,
as
well
as
through
a
suitable
injection
current
for
creating
a
population
inversion,
it
is
arranged
that
the
laser
25
emits
in
accordance
with
the
invention
in
at
least
two
optical
modes.
Durch
geeignete
Dimensionierung
der
Schichtenstruktur
und
der
Kontaktgeometrie
des
Lasers
25
sowie
durch
einen
geeigneten
Injektionsstrom
zur
Erzeugung
einer
Besetzungsinversion
wird
dafür
gesorgt,
daß
der
Laser
25
erfindungsgemäß
wenigstens
zwei
optische
Moden
emittiert.
EuroPat v2
Preferably,
the
modulation
of
the
laser
is
executed
in
such
a
way
that,
at
first,
a
downtime
of
the
laser-pumping
source
is
set,
which
approximately
corresponds
to
the
above-mentioned
storage
time
of
the
active
laser
medium,
in
order
to
delete
the
existing
radiation
field
in
the
laser
resonator
and
to
break
down
a
remaining
population
inversion
through
spontaneous
decay.
Bevorzugt
erfolgt
die
Modulation
des
Lasers
in
der
Weise,
dass
zunächst
eine
Auszeit
der
Laserpumpquelle
eingestellt
wird,
welche
in
etwa
der
genannten
Speicherzeit
des
aktiven
Lasermediums
entspricht,
um
das
vorhandene
Strahlungsfeld
im
Laserresonator
zu
löschen
und
eine
restliche
Besetzungsinversion
durch
spontanen
Zerfall
abzubauen.
EuroPat v2
Because
of
this
a
population
inversion
and
the
accompanying
laser
activity
is
avoided
and
thermodynamic
equilibrium,
which
is
preferably
prescribed,
is
favored.
Hierdurch
wird
eine
Besetzungsinversion
und
damit
einhergehende
Lasertätigkeit
vermieden
und
ein
thermodynamisches
Gleichgewicht,
welches
bevorzugt
vorgesehen
ist,
begünstigt.
EuroPat v2
By
concentric
arrangement
of
multiple
microwave
guides
with
terminal
electric
arc
discharge
a
higher
energy-density
and
by
this
a
higher
population
inversion
in
the
laser-gas
can
be
accomplished.
Durch
eine
konzentrische
Anordnung
mehrerer
Mikrowellenleiter
mit
abschließender
elektrischer
Überschlagsentladung
kann
hier
eine
erhöhte
Energiedichte
innerhalb
des
Lasergases
und
damit
eine
stärkere
Besetzungsinversion
erreicht
werden.
EuroPat v2
OBJECT
OF
THE
INVENTION
The
object
of
the
invention
is
therefore
to
provide
a
light
source
of
the
type
described
above,
as
well
as
a
method
of
generating
light
with
an
optical
resonator
and
an
optical
medium
excitable
to
light
emission
held
in
it,
with
which,
in
the
first
place,
high
energy
and
especially
wavelength
conversion
are
achieved
and,
in
the
second
place,
there
is
also
the
possibility
of
collecting
light
with
high
efficiency
and/or
at
least
generating
largely
coherent
light
without
having
to
resort
to
a
laser
process
with
the
usual
population
inversion
between
the
participating
levels
and
the
accompanying
low
efficiency
and
limited
wavelength
range.
Es
ist
daher
die
Aufgabe
der
Erfindung,
eine
Lichtquelle
der
eingangs
genannten
Art
sowie
ein
Verfahren
zur
Erzeugung
von
Licht
mittels
eines
optischen
Resonators
und
einem
darin
angeordneten,
zur
Lichtemission
anregbaren
optischen
Medium
bereitzustellen,
mit
denen
zum
einen
ein
hoher
Energieinsbesondere
Wellenlängenkonversionsgrad
erzielt
wird
und
zum
anderen
auch
die
Möglichkeit
besteht,
mit
hohem
Wirkungsgrad
Licht
zu
sammeln
und/oder
zumindest
weitgehend
kohärentes
Licht
zu
erzeugen,
ohne
auf
einen
Laserprozess
mit
der
üblichen
Besetzungsinversion
zwischen
den
beteiligten
Niveaus
und
den
damit
einhergehenden
geringen
Wirkungsgrad
und
begrenzten
Wellenlängenbereich
zurückgreifen
zu
müssen.
EuroPat v2
This
efficiency
is
improved,
in
particular,
in
comparison
with
conventional
quantum
cascade
laser
structures
with
diagonal
transitions
between
adjacent
quantum
wells,
in
which
the
spatial
overlap
of
the
quantum-mechanical
wave
functions
within
a
quantum
well
is
maintained
as
small
as
possible
in
order
to
increase
the
lifespan
of
the
upper
laser
state
and
therefore
to
achieve
the
population
inversion
of
the
laser
states
required
for
the
laser
activity.
Diese
ist
insbesondere
im
Vergleich
zu
konventionellen
Quantenkaskaden-Laserstrukturen
mit
diagonalen
Übergängen
zwischen
benachbarten
Quantentöpfen
verbessert,
bei
denen
zur
Erhöhung
der
Lebensdauer
des
oberen
Laserzustands,
und
damit
zur
Erreichung
der
für
die
Lasertätigkeit
notwendigen
Besetzungsinversion
der
Laserzustände,
der
räumliche
Überlapp
der
quantenmechanischen
Wellenfunktionen
innerhalb
eines
Quantentopfes
möglichst
klein
gehalten
wird.
EuroPat v2
This
state
results
in
a
very
big
spontaneous
photon
emission
rate
in
that
area
of
the
amplification
bandwidth
of
the
semiconductor
material
in
which
population
inversion
prevails.
Dieser
Zustand
führt
zu
einer
sehr
großen
spontanen
Photonenemissionsrate
in
dem
Bereich
der
Verstärkungsbandbreite
des
Halblcitcrmatcrials
in
dem
Besetzungsinversion
herrscht.
EuroPat v2
The
latter
constitutes
a
specific
design
of
an
optical
amplifier
which
has
a
resonator
and
a
gain
medium
which
is
arranged
within
the
resonator
and
in
which
a
population
inversion
is
generated.
Dieser
stellt
eine
spezielle
Bauform
eines
optischen
Verstärkers
dar,
welcher
einen
Resonator
und
ein
innerhalb
des
Resonators
angeordnetes
Verstärkungsmedium
aufweist,
in
welchem
eine
Besetzungsinversion
erzeugt
wird.
EuroPat v2
The
laser
pulse
coupled
into
the
regenerative
amplifier
93
passes
repeatedly
through
the
resonator
and
depletes
part
of
the
population
inversion
during
each
pass
and
is
amplified
in
the
process.
Der
in
den
regenerativen
Verstärker
93
eingekoppelte
Laserpuls
läuft
mehrfach
durch
den
Resonator
und
räumt
bei
jedem
Durchlauf
einen
Teil
der
Besetzungsinversion
ab
und
wird
dabei
verstärkt.
EuroPat v2
As
soon
as
the
energy
stored
in
the
gain
medium
as
a
result
of
the
population
inversion
has
been
sufficiently
reduced,
amplification
no
longer
takes
place
and
the
laser
pulse
is
coupled
out
again
from
the
resonator.
Sobald
die
durch
die
Besetzungsinversion
im
Verstärkungsmedium
gespeicherte
Energie
hinreichend
abgebaut
ist,
findet
keine
Verstärkung
mehr
statt
und
der
Laserpuls
wird
wieder
aus
dem
Resonator
ausgekoppelt.
EuroPat v2
This
optical
amplifier
94
likewise
has
a
gain
medium
which
is
put
into
a
population
inversion
state
by
means
of
a
suitable
optical
or
electrical
excitation.
Dieser
optische
Verstärker
94
weist
ebenfalls
ein
Verstärkungsmedium
auf,
welches
durch
eine
geeignete
optische
oder
elektrische
Anregung
in
einen
Zustand
einer
Besetzungsinversion
versetzt
wird.
EuroPat v2
In
the
gain
medium
140,
a
population
inversion
is
generated
by
means
of
the
pump
radiation
of
the
pump
light
source
150
and
the
lens
160
and
amplifies
the
laser
pulses
passing
through
the
gain
medium
140
.
In
dem
Verstärkungsmedium
140
wird
mittels
der
Pumpstrahlung
der
Pumplichtquelle
150
und
der
Linse
160
eine
Besetzungsinversion
erzeugt,
durch
die
die
durch
das
Verstärkungsmedium
140
hindurchtretenden
Laserpulse
verstärkt
werden.
EuroPat v2