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Die Entwicklung der Lasertechnik

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.

Eine von vielen Aufgaben des Lasers ist beispielsweise das Schweißen von Getriebeteilen.
Eine von vielen Aufgaben des Lasers ist beispielsweise das Schweißen von Getriebeteilen.
( 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.

Ein Leben ohne Lasertechnik ist heute nur schwer vorstellbar

Heutzutage ist ein Leben ohne Lasertechnik nur schwer vorstellbar. Vom Laserpointer für Präsentationen, in CD-/Blu-ray-Laufwerken, 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, CO22 und He-Ne), die Gasatome wurden angeregt um Photonen emittieren zu können.

Professor der Physik Harald Lesch 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 erhielt der Laser Einzug in die Feinmechanik- und Elektronikfertigung um beispielsweise Bildröhren herzustellen. Hauptsächlich bohrten sich die verwendeten Festkörperlaser vollautomatisiert stündlich durch bis zu 20 000 Bohrungen. Bereits fünf Jahre später gab es die ersten CO2-Laser, welche im Motorenbau und in der Blechbearbeitung eingesetzt wurden.

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