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Lasertechnik Der Laser – von der Theorie zum Allround-Werkzeug

| Autor / Redakteur: Lea Drechsel / Jürgen Schreier

Die Idee des Lasers geht auf Albert Einstein zurück. Heute füllt er die Produktionshallen und überzeugt durch hohe Geschwindigkeiten und Genauigkeit. Der Markt für Lasersysteme wächst weiter und die Einsatzgebiete des Lasers nehmen zu. Aktuelle Entwicklungen und Anwendungen fordern neue Technologien.

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Trumpf bietet ein breites Spektrum an 2D-Laserschneidanlagen. Dazu gehört die Trulaser-Serie 7000 für die Serien- und Massenfertigung.
Trumpf bietet ein breites Spektrum an 2D-Laserschneidanlagen. Dazu gehört die Trulaser-Serie 7000 für die Serien- und Massenfertigung.
(Bild: Trumpf )

Bereits 1917 entdeckt Albert Einstein die theoretischen Grundlagen stimulierter Emission von Licht, was 1921 zur Verleihung des Nobelpreises für Physik führte. Einstein bewies, dass es möglich sei, Licht geordnet und stark gebündelt auszusenden. Dies führe zu faszinierenden Lichteigenschaften.

Theodor Herold Mainman entwickelte 1960 den ersten Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), einen Festkörperlaser aus Rubinkristall, mit dem gerade einmal ein Streichholz entflammt werden konnte. Damit war der Beweis erbracht, dass Einsteins Prinzip auch praktisch funktioniert. Jedoch blieb die Frage, wozu derartige Gerätschaften eingesetzt werden könnten, weshalb die Technologie belächelt wurde.

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Ein Leben ohne Lasertechnik ist heute nur schwer vorstellbar

Heutzutage ist ein Leben ohne Lasertechnik nur schwer vorstellbar. Vom Laserpointer für Präsentationen, CD-/Blu-Ray-Laufwerke, Augenoperationen bis hin zur industriellen Fertigung: Laser sind heute fester Bestandteil unseres Lebens, auch in der Industrie. In den ersten Lasern fungierten entweder Gase oder Rubinkristalle als aktives Medium (Sauerstoff, Stickstoff, CO2und He-Ne), die
Gasatome wurden angeregt, um Photonen emittieren zu können.

Harald Lesch, Physikprofessor an der LMU München, bezeichnet Laser als den „Perfekten Kommunismus“, da möglichst viele Photonen (Lichtteilchen) dazu gezwungen werden, das Gleiche zu tun. Sie emittieren im selben Takt Licht, was zu einer extremen Verstärkung führt. Mittels einer Pumpe wird Energie in Form von Licht oder Gasentladungen, bei Laserdioden als elektrischer Strom, zugeführt. Anschließend filtert der sogenannte Resonator die Photonen mit den gewünschten Eigenschaften und lässt diese energetisch gleichen und synchron gepulsten Photonen austreten. Laserlicht ist stets einfarbig, da alle Photonen dieselbe Wellenlänge besitzen.

1980 wurden erste mögliche Anwendungen entdeckt und umgesetzt. So hielt der Laser Einzug in die Feinmechanik- und Elektronikfertigung um beispielsweise Bildröhren herzustellen. Hauptsächlich nahmen die verwendeten Festkörperlaser vollautomatisiert stündlich bis zu 20.000 Bohrungen vor. Bereits fünf Jahre später gab es die ersten CO2-Laser, welche im Motorenbau und in der Blechbearbeitung eingesetzt wurden.

Laser arbeitet als Messgerät unerhört genau

Das spanlose Verfahren setzte sich hier vor allem dank seiner Präzision und hohen Geschwindigkeiten durch. Das Schneiden von Blech gehört bis heute zu einem der größten Anwendungsfelder der Lasertechnik. Als Messgerät ist der Laser extrem genau, um Dicken, Entfernungen und Oberflächen von unterschiedlichen Objekten zu vermessen. Dies geschieht mittels der Laufzeitmessung. Durch unterschiedliche Pulsmuster, ähnlich dem Morsen, kann extrem exakt gemessen werden. So ist die Entfernung zwischen Erde und Mond dank Lasertechnik heute auf bis zu 20 cm genau vermessen.

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