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Basiswissen: Bestandteile eines Lasers 27.05.2020

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Ein Laser besteht aus drei wichtigen Bestandteilen: dem Lasermedium (z.B. CO₂ oder Kristalle), dessen Atome durch die Pumpe, dem zweiten wichtigen Bestandteil eines Lasers, in einen energetisch günstigeren Zustand versetzt werden. Der dritte Bestandteil eines jeden Lasers ist der Resonator, der letztendlich dafür sorgt, dass die im Lasermedium entstandenen hochenergetischen Photonen das Material verlassen, was den eigentlichen Laserstrahl darstellt.

 

Das Lasermedium:

Als Lasermedium können unterschiedliche Stoffe dienen. Es gibt feste, flüssige und gasförmige Varianten, in die sich die unterschiedlichen Laserarten kategorisieren lassen. Berühmte Vertreter einer jeden Kategorie sind beispielsweise Nd:YAG-Laser, Rhodamin in Methanol oder der CO₂-Laser. Bei Festkörperlasern kann auch die geometrische Form des Lasermediums zur Unterscheidung dienen. So gibt es unter anderem Stablaser, Scheibenlaser oder Faserlaser.

Das Lasermedium bestimmt zudem die Wellenläge der Laserstrahlung und die Art der Anregungsenergie. Gaslaser werden zum Beispiel durch elektrische Felder angeregt, Festkörperlaser durch Licht oder Infrarot-Strahlung. Hier kommt die Pumpe als weiterer Bestandteil ins Spiel.

 

Die Pumpe:

Die Aufgabe aller Pumpen ist immer die gleiche: Energie in das System einbringen und dadurch eine stimulierte Emission erzeugen. Dieser Vorgang wird Pumpen genannt, da Energie in das System „gepumpt“ wird.

Die Art der Anregungsenergie ist abhängig vom Lasermedium. Sie kann beispielsweise durch Lichteinstrahlung entstehen (optisches Pumpen), aber auch elektrische Prozesse, Wärme, Stöße mit anderen Teilchen und chemische Reaktionen können die benötigte Energie ins System übertragen und eine stimulierte Emission hervorrufen.

 

Der Laserresonator:

Am Ende des Prozesses steht der Resonator. Im einfachsten Fall kann man sich einen Resonator als allseits geschlossenen Kasten mit hoch reflektierenden Wänden vorstellen. Die Strahlung eines Lasers wird innerhalb des optischen Resonators hin - und her reflektiert. Dabei überlagern sich Teilwellen vieler Umläufe. Wenn die Wellenlänge des Strahlungsfeldes ein Vielfaches des doppelten Spiegelabstandes beträgt, überlagern sich die Teilwellen konstruktiv, andernfalls destruktiv. Dies führt zu einer Wellenlängenselektion. Der Resonator erfüllt damit zwei Funktionen: Er schränkt die Ausbreitungsrichtung und auch die Frequenz des Lichtes ein.

 

VLaser 270 

Die VLaser 270 nutz einen Festkörperlaser. Festkörperlaser ermöglichen eine präzise Fokussierung des Laserstrahls. Er ist daher für solche Fertigungsverfahren optimal, bei welchen es auf die maximale Genauigkeit ankommt.