Laserlichtquelle

Eine Laserlichtquelle ist eine Vorrichtung, die Licht durch stimulierte Emission in einem optischen Resonator erzeugt. Typische Merkmale sind Kohärenz, Monochromatie und eine hohe Richtcharakteristik, was zu einem eng gebündelten Strahl führt.

Funktionsprinzip und Aufbau: Der Laserbetrieb beruht auf einer Besetzungsinversionszustand eines aktiven Mediums (Gas, Festkörper, Halbleiter, Farbstoff). Durch einen Pumpprozess—optisch oder elektrisch—werden Teilchen angeregt und können beim Übergang in den Grundzustand Laserstrahlung erzeugen. Die Strahlung wird durch Spiegelsystem in einem Resonator verstärkt, wodurch eine hohe Ausgangsleistung und Strahlqualität entsteht. Wichtige Kenngrößen sind Wellenlänge, Leistungsniveau, Spektralbreite, Kohärenz und die Strahlqualität M^2.

Haupttypen und Beispiele: Gaslasern verwenden gasförmige Medien wie CO2 oder Helium-Neon und finden Anwendungen in der Materialbearbeitung oder Messtechnik. Festkörperlaser nutzen Kristalle oder Glas mit dopenden Ionen, zum Beispiel Nd:YAG oder Er:YAG. Diodenlaser arbeiten direkt als Halbleiterquellen und sind effizient, kompakt und weit verbreitet. Farbstofflaser verwenden flüssige Farbstoffe, während Faserlaser das Laserlicht in Glasfasern verstärken. Moderne Systeme kombinieren oft mehrere Ansätze, etwa Faser- oder Diodenlaser, die in industriellen Anwendungen verbreitet sind.

Anwendungen: Laserlichtquellen finden sich in Industrieprozessen wie Schneiden, Schweissen und Oberflächenbehandlung, in der Medizin (Augenheilkunde, Dermatologie), in der Wissenschaft (Spektroskopie, Laser-Experimentaufbau) sowie in der Telekommunikation, Messtechnik und Navigation (Lidar).

Kennwerte und Sicherheit: Wesentliche Kennzahlen sind Wellenlänge, Ausgangsleistung, Strahlqualität, Kohärenz und Divergenz. Sicherheitsaspekte werden durch Laserklassen (Klasse 1 bis 4) geregelt; entsprechende Schutzmaßnahmen wie Schutzbrillen, Absperrungen und Kennzeichnungen sind erforderlich.