Astronomische Beobachtungen mit großen bodengebundenen
Teleskopen sind, bedingt durch die statistischen Prozesse der
Lichttransmission durch die Erdatmosphäre, in der räumlichen
Auflösung begrenzt. Mittels adaptiver Optik, einer schnellen
Korrektur der Lichtwellenfront, kann diese Einschränkung behoben
werden. Damit diese Technologie auch für lichtschwache Objekte
eingesetzt werden kann, ist eine künstliche Referenzquelle in der
Hochatmosphäre nötig. Die vorliegende Dissertation gliedert sich
in zwei Teile: Im astronomischen ersten Teil werden Beobachtungen
von Quasaren mittlerer bis hoher Rotverschiebung beschrieben. Der
zweite Teil beschäftigt sich mit der Entwicklung eines
Lasersystems für das Very Large Telescope in Chile, mit dem ein
künstlicher Leitstern erzeugt
werden kann.\\
Mittels optischer und nahinfraroter Aufnahmen radioschwacher
Quasare in mehreren Rotverschiebungsbereichen wird im Rahmen
dieser Arbeit eine Messung der Leuchtkraft des Quasarkerns sowie
der beherbergenden Galaxie vorgenommen. Durch den Vergleich mit
der räumlichen Intensitätsverteilung von Punktquellen im selben
Feld mit den Beobachtungsobjekten konnte die geringfügig
größere räumliche Ausdehnung der Galaxie detektiert werden. Das
Helligkeitsverhältnis von Kern und Galaxie wurde mit Hilfe einer
Modellierung der Oberflächenhelligkeit und der Anpassung an die
Messwerte ermittelt. Dieses Verhältnis wird im Vergleich mit
Messungen anderer Gruppen sowie Modellrechnungen der Galaxie- und
Quasarbildung im jungen Universum diskutiert. Über den hier
betrachteten Rotverschiebungsbereich von z=0.8 bis z=2.7 liegt
dieses Verhältnis innerhalb der zu erwartenden Streuung der
Modellrechnungen, wobei ein eindeutiger Trend mit dem
kosmologischen Alter innerhalb der Fehlergrenzen nicht
festgestellt werden konnte. Vergleicht man die Leuchtkraft der
hier vermessenen radioschwachen Wirtsgalaxien der Quasare mit
radiolauten Objekten sowie anderen Galaxientypen ähnlicher
Rotverschiebung zeigt sich, dass diese eher mit Lyman-break
Galaxien übereinstimmen und in der mittleren Helligkeit
vergleichbar mit 'normalen' L* Galaxien sind.
Die hier vorgestellten Messungen wurden an einem 3.5m Teleskop
ohne Korrektur der atmosphärischen Störungen vorgenommen und
sind dadurch prinzipiell in der erreichbaren räumlichen
Auflösung begrenzt. Um zukünftige Messungen von Quasaren und
ähnliche Projekte, bei denen eine hohe Auflösung gefordert ist,
mit größerer Präzision durchführen zu können, ist ein
Laserleitstern an einem großen Teleskop nötig. In Kapitel 2
werden die grundlegenden Eigenschaften der Lichttransmission durch
die Erdatmosphäre und deren Implikation auf die Abbildung mit
astronomischen Teleskopen beschrieben. Im selben Kapitel wird die
Physik der Resonanzstreuung an Natriumatomen in der Mesosphäre
beschrieben, welche zur Erzeugung des künstlichen Leitsterns
genutzt wird und die Grundlage für die Auslegung des
Laserleitsterns bildet. In Kapitel 3 wird die Entwicklung und der
Test des Lasersystems beschrieben, welches im Rahmen dieser Arbeit
für das Very Large Telescope in Chile gebaut wurde. Ziel war es,
einen Laser zu entwickeln, der bei 589 nm mehr als 10 W
Ausgangsleistung in einer einzelnen Mode mit hoher Strahlqualität erreicht. Mit der Aufteilung des Lasersystems in eine Master-Laser- und eine Verstärkerstufe konnten die Problematiken, welche sich durch thermische Störungen bei hoher Leistung ergeben, gelöst werden. Die cw Verstärkerstufe wurde als injektionsstabilisierter Resonator mit nicht-planarer Geometrie und zwei Farbstoffstrahlen verwirklicht, welche von vier leistungsstarken 532nm Lasern optisch gepumpt werden. Mit Hilfe eines detaillierten Modells des Laserprozesses konnte die Auslegung des Verstärkers erfolgen. Für die Stabilisierung des Verstärkers auf die Resonanzspitze wurden mehrere Methoden getestet. Hierbei konnte eine neue polarisationsspektroskopische Messmethode gefunden werden, welche ein eindeutiges Fehlersignal über den gesamten Phasenbereich liefert, womit eine hochstabile Regelung verwirklicht werden konnte. Mit dem Gesamtsystem konnte stabil eine Einmoden-Ausgangsleistung von 24 W mit hervorragender Strahlqualität erreicht werden