Wie funktioniert ein Laser eigentlich?

Grundlagen der Lasertechnik

In diesem Video stellen wir Ihnen die Funktionsweisen sowie den Aufbau eines Laser grob dar.

Der Begriff "Laser"

Light amplification by stimulated emission of radiation

Der Begriff "LASER" ist ein Akronym und steht für "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation", zu Deutsch “Lichtverstärkung durch stimulierte Emission”. Einfacher ausgedrückt: Mit Strom angeregte Lichtteilchen (Photonen) geben Energie in Form von Licht ab. Dieses Licht wird dann zu einem Strahl gebündelt. So entsteht der Laserstrahl.

Technischer Aufbau eines Lasers

Komponenten in der Lasertechnik

Die Lasermaschinen bestehen alle aus drei Komponenten:

eine externe Pumpquelle (führt dem Lasergerät externe Energie zu)
das aktive Lasermedium
der Resonator

Im Inneren des Lasergeräts befindet sich das aktive Lasermedium. Je nach Bauart der Maschine kann das Lasermedium aus einer Gasmischung (CO2 Laser), aus einem Kristallkörper (YAG Laser) oder Glasfasern (Faser Laser) bestehen. Wird dem Lasermedium durch die Pumpquelle Energie zugeführt, gibt sie diese Energie in Form von Strahlung wieder ab.

Das aktive Lasermedium befindet sich zwischen zwei Spiegeln, dem "Resonator". Einer dieser Spiegeln ist halbdurchlässig. Im Resonator wird die Strahlung des aktiven Lasermediums verstärkt. Gleichzeitig kann nur eine bestimmte Strahlung den Resonator durch den halbdurchlässigen Spiegel verlassen. Die gebündelte Strahlung ergibt die Laserstrahlung.

Die Eigenschaften des Laserstrahls:

Monochromatisch und hohe Kohärenz

Laserstrahlung hat drei fundamentale Eigenschaften:

Monochromatisch: die Laserstrahlung besteht nur aus einer Wellenlänge.
Hohe Kohärenz und damit Phasengleichheit.
Die Wellen des Lasers sind durch die Kohärenz annähernd parallel

Basierend auf diesen Eigenschaften wird das Laserlicht in vielen Bereichen der modernen Materialbearbeitung verwendet. Die Intensität bleibt durch die Kohärenz lange erhalten und kann durch (Fokus)Linsen noch weiter gebündelt werden. Der Laserstrahl trifft auf die Oberfläche des Materials auf, wird absorbiert und erhitzt dadurch das verwendete Material. Durch diese Hitzeentwicklung kann das Material abgetragen oder gänzlich verdampft werden. Daher können Sie viele Materialien mit Hilfe des Laserstrahls gravieren, markieren oder laserschneiden.

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