Brillanz

Die Brillanz beschreibt die Bündelung eines Strahls von elektromagnetischer Strahlung.

Definition

Die Brillanz ist definiert als die Zahl der Photonen pro Fläche, Raumwinkel und Zeit innerhalb eines schmalen Wellenlängenbereichs. Somit ist sie gleich der spektralen Strahldichte geteilt durch die Energie pro Photon. Wie die Strahldichte kann sie auf ein Einheits-Frequenzintervall oder ein Einheits-Wellenlängenintervall bezogen sein und wird zusätzlich noch je Einheitszeitintervall angegeben.

Auf die Wellenlänge muss sie bezogen werden, weil die Brillanz mit der Dispersion (der wellenlängen-/frequenzabhängigen Brechung) zusammenhängt.

$B=\frac{\rm Photonenanzahl}{\rm s (mm)^2 (mrad)^2 0,1%Bandbreite}$ ^[1][2]

Brillanz in der Optik/Lasertechnik

Intensität und Divergenz einer Strahlung lassen sich durch Optik verändern. Der Satz von Liouville sagt aus, dass sich die Brillanz einer Quelle nicht durch Optik steigern lässt, weiterhin ist die Wellenlänge unveränderlich. Als Maß für die Qualität der Strahlung ist sie besonders bei neuartigen Geräten zur Erzeugung von Synchrotronstrahlung relevant, wie dem Freie-Elektronen-Laser.

Die Brillanz enthält das Produkt aus Ort und Impuls und das Produkt aus Zeit und Frequenz, die beide jeweils wegen der heisenbergschen Unschärferelation nicht beliebig klein werden können. Das Optimum wird von vielen Lasern erreicht, Freie-Elektronen-Laser liegen um einen Faktor 100 darüber.

Siehe auch: Strahlparameterprodukt

Einzelnachweise

1. ↑ Jens Falta, Thomas Möller: Forschung mit Synchrotronstrahlung: Eine Einführung in die Grundlagen und Anwendungen. Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-519-00357-1.
2. ↑ Ingolf V. Hertel, Claus Peter Schulz: Atome, Moleküle und optische Physik. Atomphysik und Grundlagen der Spektroskopie. Springer, 2008, ISBN 978-3-540-30613-9, S. 424 Definition der Brillanz in der Google Buchsuche.