Wie funktioniert ein Laser?

Grundlage der Lasertechnologie

Im folgenden Video stellen wir Ihnen die Funktionsweise und den Aufbau eines Laser grob dar.

Der Begriff "Laser"

Light amplification by stimulated emission of radiation

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

Lasertechnik

Technischer Aufbau eines Lasers

Alle Laser bestehen aus drei Komponenten:

Eine externe Pumpquelle
das aktive Lasermedium
der Resonator.

Die Pumpquelle führt dem Laser externe Energie zu.

Im Inneren des Laser befindet sich das aktive Lasermedium. Je nach Bauart 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 Energie in Form von Strahlung 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. Diese gebündelte Strahlung ist die Laserstrahlung.

Eigenschaften eines Laserstrahls:

Monochromatisch und hohe Kohärenz

Laserstrahlung hat drei fundamentale Eigenschaften:

Monochromatisch. Das heißt, die Strahlung besteht nur aus einer Wellenlänge.
Hohe Kohärenz und damit Phasengleichheit.
sind die Wellen des Lasers durch die Kohärenz annähernd parallel

Auf Grund dieser Eigenschaften wird Laserlicht in vielen Bereichen der modernen Materialbearbeitung eingesetzt. Die Intensität bleibt durch die Kohärenz lange erhalten und kann durch Linsen noch weiter gebündelt werden. Der Laserstrahl trifft auf die Materialoberfläche auf, wird absorbiert und erhitzt dadurch das Material. Diese Hitzeentwicklung führt dazu, dass Material abgetragen oder gänzlich verdampft werden kann. Es ist also möglich eine Vielzahl an Materialien mit Laserstrahlung zu gravieren, zu markieren oder zu schneiden.

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