Der Laser Der Laser im CD-Rom Laufwerk 1
Vorläufer des Lasers Der Überlieferung nach benutzte Archimedes bereits vor mehr als 2000 Jahren einen gewölbten Spiegel, um mit gebündeltem Licht feindliche Schiffe in Brand zu setzen. Archimedes Griechischer Mechaniker und Mathematiker Griechisches Kriegsschiff Um aber Licht, wie ein Werkzeug als Bohrer oder Säge einsetzen zu können, mußte erst das gebündelte Licht des Lasers erfunden werden. Es dauerte noch zwei Jahrtausende bis die ersten Industrielaser entwickelt wurden. Erfinder/Erfindung des Lasers Auf Albert Einsteins Relativitätstheorie (E=Mc²) basiert die Erfindung des Lasers. Albert Einstein Das Jahr 1960 ist sehr bedeutend für die Erfindung der Lasertechnik: Anfang 1960 erfand der amerikanische Physiker Theodor H. Maimen auf der Basis von Einsteins Theorie den ersten Rubinlaser. Mitte 1960 entwickelte die Firma Siemens in München einen neuen Laser, der kürzere Lichtimpulse als Maimens Laser aussendete. Ende 1960 baute der iranischen Physiker A. Javan einen Laser, der kontinuierlich Strahlen aussendet. 2
Was heißt Laser? Laser ist eine Abkürzung aus dem Englischen und bedeutet : L A S E R Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Im Deutschen bedeutet das: Lichtverstärkung durch stimulierte Aussendung von Strahlung Was ist ein Laser? Der Laser ist ein Gerät zur Erzeugung eines scharf gebündelten Lichtstrahls. 3
Das Laserlicht wird vom großen Spiegel am Ende der Röhre (siehe Zeichnung) zum Ausgang reflektiert. Doch bevor es hinaus gelangt, wird ein Teil von dem Lichthalbdurchlässigen Spiegel am Ausgang abgefangen und zum großen Spiegel zurückgeworfen. Dieser Vorgang wiederholt sich immer wieder, bis sich das Licht bündelt und einen Lichtstrahl entsteht. Einsatzgebiete Lasertechnik in der Industrie Die Lasertechnik verbilligt und vereinfacht die Herstellung von Produkten und hat sich deshalb in vielen Betrieben gegenüber herkömmlichen Werkzeugen durchgesetzt zum Beispiel: in der Automobilindustrie feinmechanischen Industrie 4
Einsatzgebiete Lasertechnik in der Industrie Die wichtigsten Aufgaben eines Fabriklasers sind Bohren, Schweißen, Schneiden sowie das Beschriften von Oberflächen. schneiden mit einem Laser Bohren mit einem Laser Das bearbeitende Material reicht vom Babyschnuller über die Rasierklinge bis zu einer Turbinenschaufel eines Flugzeugtriebwerkes. Einsatzgebiete Lasertechnik in der Medizin Der Laser eignet sich sehr gut für den Medizinischen Bereich, da er durch seinen Lichtintensiven Strahl und die dabei entstehende Hitze, kann mit ihm präzise Schnitte durchführen. Die Lasertechnik wird vor allem in den Bereichen Chirurgie, Augenheilkunde, Tumortherapie,... eingesetzt. Ein Laser der Zukunft ist ein Röntgenlaser. Mit diesem Laser kann man dann Röntgenuntersuchungen durchführen. Doch zurzeit ist der Röntgenlaser noch im Aufbau. Laser in der Augenheilkunde (Modell) 5
Heute zählen Laser zu den wichtigsten Schlüsseltechnologien. Sie befeuern die Glasfasernetze der Telekommunikation und machen dem Internet per Lichtpost Beine. Ohne sie wäre das Saugen großer Musik-, Video-oder Spieledateien unmöglich. Laserdioden lesen und beschreiben die Silberscheiben in CD-oder DVD-Geräten. Laserscanner lesen beim Kassieren Preisschilder, und Polizisten messen mit Laserpistolen die Geschwindigkeit von Autos. Starke Gaslaserschneiden in der Industrie Bleche, helfen beim Formen, Biegen, Härten oder Beschichten von Werkstoffen. In der Medizin messen sie die Blutzirkulation, machen als Lichtskalpelle blutstillende Schnitte oder reparieren fehlsichtige Augen. Laser spüren in der Atmosphäre umweltschädliche Gase auf. In großen Schiffen oder Flugzeugen haben ringförmige Lasersysteme den Kreiselkompass ersetzt. Mit solchen Ringlasern messen Geophysiker auch kleinste Änderungen der Erdrotation. In der Grundlagenforschung spielen Laser eine zentrale Rolle. Physiker schauen mit den stärksten Laseranlagen der Welt immer tiefer in die Materie hinein und verschmelzen damit sogar Atomkerne. Mit schwächerem Laserlicht bremsen sie die Wärmebewegung der umherflitzenden Atome ab. Sie kühlen so die Atome bis fast auf den absoluten Temperaturnullpunkt hinunter und machen mit ihnen faszinierende Quantenexperimente. Sogar den schnellen Tanz der Atome und Moleküle in chemischen Reaktionen können ultrakurze Laserblitze erforschen. 6