Laser

LASER steht fur Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation was soviel wie Lichtverstarkung durch kunstlich angeregte Aussendung von Strahlung bedeutet. Ein Laser ist grob gesagt ein Energieumwandler fur elektromagnetische Schwingungen im Bereich der Lichtwellen. Ein Laser strahlt Licht aus. Im Grossen und Ganzen kann man die Funktionsweise des Lasers mit der einer Gluhlampe vergleichen. Bei einer Gluhlampe wird dem Gluhfaden elektrische Energie zugefuhrt, welche die Metallatome mit Energie aufladt (Die Metallatome treten in einen hoheren Energiezustand). Die Metallatome geben diese Energie dann in Form von Lichtteilchen ab (sogenannten Quanten bzw. Photonen). Danach kehren sie in ihren energiearmeren Zustand zuruck. Jedes Atom sendet bei dieser Energieanderung seine Photonen unabhangig von den anderen aus. Das fuhrt dazu, dass Lichtwellen mit vollig unterschiedlichen Wellenlangen (Frequenzen) entstehen, die sich in alle Richtungen ausbreiten. Diese Wellenlangen nehmen das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichtes ein. Das Gemisch aller Farben im Bereich des sichtbaren Lichtes wird von unserem Auge als weiss interpretiert.

Der Laser hingegen erzeugt ein nahezu paralleles Lichtbundel (d. h. alle Strahlen werden in die selbe Richtung ausgesendet), das aus einer einzigen Farbe besteht (das Lichtbundel ist monochromatisch). Die Wellenlange des Lichtbundels variiert von infrarot bis ultraviolett. Die einzelnen Wellen des Laserlichtes schwingen zusammenhangend (sie sind koharent). Die Intensitat der Laserstrahlung ist zudem viel hoher als bei normalem Mischlicht.

Die Laser-Technik hat ihre Existenz den Experimenten mit der Maser-Technik zu verdanken. MASER steht fur Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation und bedeutet etwa soviel wie Mikrowellenverstarkung durch kunstlich angeregte Aussendung von Strahlung. Bereits 1917 erklarte Albert Einstein, dass ein Aufladevorgang (eine Induzierte Emission), wie er spater beim Laser stattfindet, moglich sein musse. Die Wissenschaftler R. Ladenberg und H. Kopfermann verwendeten bei ihren Aufladeversuchen im Jahre 1927 verschiedene Gase. Die erste Lichtverstarkung gelang dem sowjetischen Physiker W. A. Fabrikant im Jahre 1940. Den nachsten Fortschritt machte der deutsch-franzosische Physiker Alfred Kastler im Jahr 1950. Er entwickelte das System des optischen Pumpens: Kastler bestrahlte Atome mit Licht solcher Frequenz, das von den Atomen absorbiert werden konnte.

Die Atome gerieten in einen hoheren Energiezustand und gaben das aufgesaugte Licht dann verstarkt ab. Kastler machte einen Teil seine Versuche mit sichtbarem Licht, experimentierte zusatzlich aber auch mit Radiowellen. Die durch die Bestrahlung mit Radiowellen erfolgte Mikrowellenverstarkung wurde spater als MASER bekannt. Heutzutage wird der Maser hauptsachlich beim Nachrichtenverkehr mit Erdsatelliten, in radioastronomischen Empfangsanlagen und bestimmten Richtfunkanlagen als Verstarker ...