Laser

n. Laser (Gerät zur Steigerung der Lichtkraft mittels Strahlen; Lichtquelle gebündeltem einfarbigem Licht)

Laser [] ist das Initialwort von Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Lichtverstärkung durch Induzierte Emission).Der Begriff wurde 1957 von Gordon Gould geprägt.Laser sind Strahlungsquellen, (Infrarot, sichtbares Licht, Ultraviolett, Röntgenstrahlung), deren Gemeinsamkeit im Entstehungsprozess der Strahlung liegt, nämlich in der so genannten induzierten Emission. Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Typen von Lasern mit den verschiedensten Eigenschaften. Ein Laser besteht immer aus einem optisch aktiven Medium, in dem die Strahlung erzeugt wird, und meistens einem Resonator, der für die Eigenschaften des Laserstrahls, wie Parallelität oder Strahlprofil, mitverantwortlich ist.
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Abkürzung für "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" • Lichtverstärkung durch angeregtes Aussenden von Strahlung. Ein Laser ist ein Gerät, das in der Lage ist, kohärentes Licht so zu bündeln, daß es auch über weite Entfernungen hinweg noch exakt positioniert werden kann.

Light Amplification By Stimulated Emission Of Radiation

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light amplification by stimulated emission of radiation ›Lichtverstärkung durch induzierte Strahlungsemission‹], Lichtquelle, die zusammenhängende Wellenzüge konstanter Frequenz und Phasenlage aussendet. Die Elektronen eines Atoms sind je nach Energie in bestimmten Schalen angeordnet. Normalerweise sind nicht alle möglichen Energiezustände von Elektronen eingenommen. Durch Energiezufuhr können sie aber von dem Grundzustand in ein angeregtes, energiereicheres Niveau angehoben werden (a Anregung). Kehrt ein angeregtes Elektron auf ein energieärmeres Niveau zurück, wird seine vorher aufgenommene Energie in Form von Lichtstrahlung frei. Die Rückkehr eines Elektrons erfolgt meist spontan innerhalb von rd. 10–8 Sekunden nach der Anregung (spontane Strahlungsemission). Beim L. (und beim im Prinzip gleichartigen a Maser) wird sie durch Lichteinstrahlung von außen erzwungen (induzierte Strahlungsemission); dabei werden die angeregten Atome zur Emission von Licht veranlaßt, das sich dem eingestrahlten Licht mit gleicher a Phase anschließt. So bildet sich eine Lawine von Photonen mit gleicher Frequenz und Phase. Durch die Mehrfachreflexion an den verspiegelten (planparallelen) Stirnflächen entsteht eine stehende Welle, es wird ein stark gebündeltes kohärentes Licht emittiert (a kohärent).

Laserarten: Ein Festkörper-L. ist der Rubin-L., bei dem in einen Rubinkristall eingebettete Chromatome als eigtl. L.-Quelle dienen; er sendet rubinrotes Licht aus. Im Aufbau ähnlich ist der YAG-L., der aus Yttrium-Aluminium-Granat mit eingebetteten Neodymatomen besteht; er sendet im infraroten Bereich. Bei beiden L. lassen sich sehr hohe Leistungsdichten erzielen, da die Anregungsenergie in sehr kurzer Zeit abgegeben werden kann (Riesenimpuls-L. bis 1017 W in Sekundenbruchteilen). Ebenfalls zu den Festkörper-L. zählen die Dioden-L. (Halbleiter-L.); ihr wichtigster Vertreter ist der Galliumarsenid-L. (GaAs-L.), der bes. in der a Glasfaseroptik Verwendung findet.

Die gebräuchlichsten Gas-L. sind der Helium-Neon-L. (He-Ne-L.), der rotes Licht aussendet, der Argon-L. (Ar-L.) mit mehreren Spektralfarben im grünen und blauen Bereich sowie der Kohlendioxid-L. (CO2-L.), der infrarotes Licht hoher Intensität abstrahlt.

Bei Farbstoff-L. werden organ. Moleküle als L.-Material verwendet; da Farbstoffe über einen weiten Spektralbereich Licht abstrahlen, lassen sich diese L. über einen größeren Bereich abstimmen.

Chem. L. sind Reaktionssysteme, deren emittierte Strahlungsenergie einer chem. Reaktion entstammt (z. B. der explosiven Vereinigung mit Wasserstoff).

Anwendung von Lasern: Die Einsatzmöglichkeiten für L. haben sich in den letzten Jahren ständig erweitert, ein Ende der Entwicklung ist noch nicht abzusehen. In der Materialbearbeitung lassen sie sich wegen der extrem starken Bündelung der L.-Strahlen zum Bohren und Schweißen harter und schwer schmelzbarer Werkstoffe verwenden. In der Nachrichtentechnik dienen sie nach Modulation des Strahls zur Nachrichtenübermittlung, in der Photographie werden sie im Rahmen der a Holographie eingesetzt, im Druckwesen beim a Lichtsatz. In der Meßtechnik dienen sie für Längenmessungen (z. B. wurde die Entfernung von Mond, Venus und Mars von der Erde in den letzten Jahren mit bisher nicht erreichter Genauigkeit bestimmt), im Tunnelbau wird mit ihnen die Einhaltung der geplanten Tunnelrichtung überprüft. Im a Umweltschutz bestimmt man über das Maß der Absorption oder Streuung von L.-Strahlen die Intensität der Luft- oder Gewässerverschmutzung. In Physik und Chemie eröffnen sich mit dem L. neue Möglichkeiten: Methoden zur Anregung chem. oder physik. Systeme mit ganz bestimmten Frequenzen befinden sich ebenso in der Entwicklung wie Verfahren der Isotopentrennung oder ihr Einsatz bei der gesteuerten a Kernfusion. Vielfältige Anwendungen bei der Überprüfung und Vermessung von a Naturkonstanten (a Gravitationswellen, a Lichtgeschwindigkeit). Auch der militär. Einsatz von L. wird er