Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) - Definition
Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) - Definition
Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) ist ein Gerät, das elektromagnetische Strahlung emittiert, üblicherweise im sichtbaren, infraroten oder ultravioletten Bereich, mit einem sehr hohen Grad an zeitlicher und räumlicher Kohärenz. Das Funktionsprinzip beruht auf dem Effekt der stimulierten Emission, bei dem Photonen auf angeregte Atome oder Moleküle treffen, diese zur Deexzitation anregen und dabei weitere Photonen aussenden, die in Phase, Richtung, Frequenz und Polarisation identisch sind. Dieser Prozess erzeugt einen Lichtstrahl mit einzigartigen Eigenschaften, die bei herkömmlichen Lichtquellen nicht vorkommen.
Der Grundaufbau eines Lasers besteht aus einem aktiven Medium, in dem die Strahlung erzeugt wird, einer Energiequelle zur Anregung und einem optischen Resonator, der für mehrfache Reflexionen und Verstärkung der Strahlung sorgt. Das aktive Medium kann fest, gasförmig, flüssig oder halbleitend sein, was die Charakteristik der erzeugten Strahlung bestimmt. Voraussetzung für den Betrieb eines Lasers ist die Erzeugung einer Besetzungsinversion, also eines Zustands, in dem mehr Atome im angeregten Zustand als im Grundzustand vorliegen.
Die Eigenschaften des Laserstrahls – hohe Intensität, schmales Spektrum, geringe Winkelstreuung und die Fähigkeit zur präzisen Fokussierung – machen Laser in vielen wissenschaftlichen und technischen Bereichen unentbehrlich. In der Elektronik und Industrie werden sie zum präzisen Schneiden, Markieren, Schweißen und Bearbeiten von Materialien eingesetzt. In der Telekommunikation dienen sie als Lichtquellen in Glasfasersystemen. In der Medizin finden sie Anwendung in Diagnostik, Chirurgie und Therapie, und in den Naturwissenschaften werden Laser in Spektroskopie, Holographie und Distanzmessungen verwendet.
Die Anwendungsmöglichkeiten von Lasern basieren auf der präzisen Steuerung der Strahlungsparameter. Der technologische Fortschritt hat zur Entwicklung zahlreicher Laserarten mit unterschiedlichen Wellenlängen, Leistungen und Betriebsarten geführt – von Impulslasern über Dauerstrichlaser bis hin zu Ultrakurzpulslasern.
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