Laser

Ein Laser ist eine Lichtquelle, die extrem gebündelte Lichtstrahlen erzeugt.

Das Wort Laser ist ein Akronym von Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Lichtverstärkung durch angeregte Strahlungsaussendung).

Durch Energiezufuhr kann ein Elektron auf eine energiereichere Bahn um den Atomkern wechseln. Man spricht dann von einem angeregten Atom. Licht entsteht dadurch, dass ein Elektron von solch einer energiereicheren auf eine energieärmere Bahn wechselt, wobei die Energiedifferenz als Photon (Lichtteilchen) abgegeben wird. Normalerweise ist sowohl der Zeitpunkt wie auch die Richtung, in die das Photon ausgesendet wird, zufällig. Dies wird spontane Emission genannt.

Beim Laser wird das Licht zwischen zwei verspiegelten Flächen hin- und hergeworfen. Die Lichtteilchen treffen dabei auf angeregte Atome und veranlassen diese, in den Normalzustand zurückzukehren, also die Energie in Form eines Lichtblitzes abzugeben, was stimulierte Emission genannt wird. Dabei wird das abgegebene Photon in die gleiche Richtung abgestrahlt wie dasjenige, das den Zustandswechsel ausgelöst hat. So wird das Licht beim Hin- und Herlaufen zwischen den beiden Spiegeln immer weiter verstärkt. Einer der beiden Spiegel am Ende hat einen halbdurchlässigen Bereich, durch den das Licht austreten kann.

Eigenschaften von Laserlicht

Laserlicht ist extrem stark gebündelt, da die Lichtstrahlen parallel austreten. Am Rand der Öffnung können jedoch Beugungseffekte auftreten. Ferner ist Laserlicht monochrom (einfarbig), weil alle Photonen die gleiche Energie haben, was einer einheitlichen Wellenlänge (Farbe) entspricht. Außerdem ist Laserlicht kohärent, was bedeutet, dass die einzelnen Wellenpakete nicht nur mit der gleichen Frequenz schwingen, sondern auch alle im gleichen Takt. Diese Eigenschaft ermöglicht erst die Holographie.

Anwendungen von Lasern

• Werkstoffbearbeitung:
  • Durch die starke Bündelung können extrem starke Laserstrahlen erzeugt werden, mit denen Werkstoffe geschnitten oder geschweißt werden können
• Medizin:
  • In der Augenheilkunde kann eine sich ablösende Netzhaut am Augenhintergrund verschweißt werden.
  • In der Zahnmedizin kann der Laser den Bohrer ersetzen
• Messtechnik
  • Durch Interferenzen sind Präzisionsmessungen möglich.
  • Beim Tunnelbau kann durch Laserstrahlen ein gerader Tunnelvortrieb erreicht werden.
  • Vermessungen der Erde durch Satelliten, Messung von tektonischen Verschiebungen
• Holographie
  • Als Kunstobjekte
  • Zur Datenspeicherung