Details zum Quantenkaskadenlasers und zur Kooperation mit LASER COMPONENTS
sowie in der Ausgabe Photonik 3/2006: www.photonik.de. Erster mobiler stickstoffgekühlter Terahertz-Quantenkaskadenlaser.

	Modenprofil des Lasers L1 aufgenommen mit gekühltem Detektor und Rasterscanning siehe unten Ref. 1.		Modenprofil des gleichen Lasers L1 mit der VarioCAM. Ein Temperaturgradient von außen nach innen ist sichtbar durch den kälteren 77 Kelvin Infrarot-Hintergrund relativ zum Rand des Auskoppelfensters (Quarz) bei Raumtemperatur (links: 2D Ansicht, rechts: 3D Ansicht). Datenfile: trigger00_.irb, 13.03.06-15:07.
	Farbskala		Auschnittsvergrößerung von oben: Modenprofil des gleichen Lasers L1 mit der VarioCAM. Deutlich hebt sich das Profil gegen den kälteren 77 Kelvin Infrarot-Hintergrunds (schwarz) der Montageplatform für den QCL ab.

1. E. Bründermann et al. Turn-key compact high temperature terahertz quantum cascade lasers: imaging and room temperature detectionOpt. Express 14, 1829-1841 (2006), Kostenfreier PDF Download unter Optics Express

Folgende Daten wurden an den Tagen Di 30.05.06 und Do 01.06.06 aufgenommen. Experimentatoren: Jens Ränsch (THz Gaslaser, Anwendungsorientierte Plasmaphysik), Erik Bründermann (InfraTec IR-Kamera VarioCAM, Optik und Auswertung). Video 40 Sekunden: THz-laser-infrared-camera-movie-490.avi (1849 kByte) Erläuterungen als Einblendungen im Video. Abb.: 3D Darstellung 200x200 pixel 28C Grad Signal auf VarioCAM bei 1.8 THz

Innerhalb eines Messzykluses wird in der Kamera 8 ms integriert und dann 12 ms pausiert (Auslesung). Das folgende Bild illustriert dies:

Die folgende Bildsequenz von 50 Bildern (Reihenfolge: von links->rechts und oben->unten) in einer Sekunde zeigt deutlich, dass zwischen 2 und 3 Messintervalle der Kamera in den Chopper-AUF Zyklus fallen. Hier wurde der Laser ohne Linse auf das Array eingestrahlt, so dass der IR und THz-Hintergrund in einigen Bildern erkennbar ist (etwas mehr Wärmestrahlung rechts unten - Bilder sind für diese Übersicht in der Auflösung reduziert worden).

Addiert man die Signalbilder und zieht die Leerbilder ab, so erhält man ein sehr sauberes Abbild des an der Eingangsapertur gebeugten (Beugungsringe!) und interferierenden Laserstrahls (Bilder in Pixelauflösung und etwas gemittelt):

Folgende Messungen wurden mit einer weißer HD-PE Linse und entferntem IR-Objektiv bei zwei verschiedenen Wellenlängen durchgeführt. Die Leistung wurde nach Transmission der 2.5 THz Linie durch ein Metallgitter auf 11 µW (bezogen auf Tastverhältnis 100%) abgeschwächt. Damit war die Leistung mit einem Raumtemperatur Golay-Detektor messbar (lag somit unterhalb der Zerstörungsschwelle von 10-20 µW, Hinweis: Zerstörschwelle-Einzelpixel der VarioCAM im spezifizierten IR-Bereich 10µW). Ein Golay-Detektorsignal von 360 mV wurde gemessen mit einem S/N von ca. 40, man bedenke aber die Leistungsabschwächung des Lasers, für das ensprechende IR VarioCAM-Signal (siehe Abbildung).

Abb.: THz S/N VarioCam (hier andere IR-Kalibration W/qm anstatt Grad Celcius): Linienprofile durch IR-Aufnahme S/N ca. 40:1 bei fokussierten Strahlprofil! (Symbole schwarz: Raumhintergrund: Linie durch Bereich ohne THz Signal, blau: 360 mV = 11 µW auf Golay-Detektor nach Transmissionsgitter siehe rechts Foto des Aufbaus, rot: zur Illustration 360 mV Datensatz skaliert auf 8 mV = 0.25 µW, entsprechend des Golay Detektorsignals der 1. Beugungsordnung des Transmissionsgitters - ca. 50° zur optischen Achse).

Foto 100_0494.jpg: Feinmaschiges Metall-Transmissionsgitter schwächt das 2.5 THz Gaslaser Signal in der 0. Ordnung (d.h. entlang der optischen Achse wie im Foto) auf 11 µW ab (360 mV Golay Detektorsignal).

Foto 100_0498-small.JPG: Reflektionsgitter in Position für Beugungsreflex in 1. Ordnung (siehe nachfolgendes Bild (Gitterkonstante 0.2 mm, Blaze-Winkel: 20° Grad): 1. Beugungsordnung auf der Kamera sichtbar, siehe rechts)	Foto 100_0500-small.JPG: Rohdaten vom Laptop mit Signal vom Beugungsreflex 1. Ordnung (Reflektionsgitter).
Foto 100_0501-small.JPG: Gitter in Position 0.Ordnung (zum Vergleich zur Position ca. 45 Grad Ein- und Ausfallsstahl)	Abb.: Rohdatensatz entsprechend 90° Reflektion einer 0. Ordnung unter 45° Grad Einfallswinkel in 2D und 3D. Einkopplung des Laserstrahls nicht optimal in die Linse und die Kamera somit erscheinen Nebenmaxima.