Laserlichtquellen

Eine Laserlichtquelle erzeugt Licht durch stimulierte Emission in einem Verstärkungsmedium, das sich in einem optischen Resonator befindet. Die resultierende Strahlung ist kohärent, stark gerichtet und nahezu monochromatisch.

Aufbau: Das Verstärkungsmedium kann Gas, Festkörper oder Halbleiter sein. Ein Pumpmechanismus (elektrisch, optisch) regt die Teilchen an. Der optische Resonator aus Spiegeln oder eine Kupplung zum Ausgang legt die Kopplung des erzeugten Strahls fest. Oft wird das System gekühlt und präzise gesteuert.

Wichtige Typen umfassen Gaslaser (CO2, He-Ne), Festkörperlaser (Nd:YAG, Nd:YVO4), Halbleiter- oder Diodelaser, Farbstofflaser und Faserlaser. Diode-Pumped Solid-State (DPSS) Systeme kombinieren hohe Effizienz mit kompakter Bauweise. Es gibt auch freies Elektronenlaser, die zu spezialisierten Anwendungen eingesetzt werden.

Typische Eigenschaften umfassen enges Spektrum, hohe Kohärenz über lange Strecken und geringe Divergenz. Die Wellenlängen reichen vom UV bis ins infrarot. Laser können im kontinuierlichen oder gepulsten Betrieb arbeiten; Pulsspitzenleistungen und Pulsformen (Q-switched, mode-locked) ermöglichen Anwendungen mit hohen Spitzenleistungen.

Anwendungsgebiete sind Materialbearbeitung (Schneiden, Schweißen), Medizintechnik (Augenoperationen, Gewebebehandlung), Spektroskopie, Lithografie, Telekommunikation (Faserkommunikation) sowie wissenschaftliche Forschung.

Sicherheit: Laserlichtquellen unterliegen Klassifikationen je nach Gefährdungspotenzial; Schutzmaßnahmen und Rechtsvorschriften sind zu beachten. Zukünftige Trends umfassen vermehrten Einsatz von Diode- und Faserlasern, höherer Effizienz, kompaktere Bauformen und breitbandige oder tunbare Laserquellen.