LaserLaser

LLight ight AAmplification by mplification by SStimulated timulated EEmission of mission of

RRadiationadiation

InhaltInhalt

►AllgemeinAllgemein►GeschichteGeschichte►Physikalische GrundlagenPhysikalische Grundlagen►EigenschaftenEigenschaften►RubinlaserRubinlaser►LasertypenLasertypen►AnwendungAnwendung►LaserklassifizierungLaserklassifizierung

AllgemeinAllgemein

► LLight ight AAmplification by mplification by SStimulated timulated EEmission mission of of RRadiationadiation

► Strahlungsquellen durch stimulierte Strahlungsquellen durch stimulierte EmissionEmission

GeschichteGeschichte

► 1916 Albert Einstein: stimulierte Emission 1916 Albert Einstein: stimulierte Emission als Umkehrung der Absorptionals Umkehrung der Absorption

► 1928 Rudolf Landenburg: experimenteller 1928 Rudolf Landenburg: experimenteller NachweisNachweis

► 1954 Charles Townes: erster Maser1954 Charles Townes: erster Maser► 1960 Theodore Maiman: erster Rubinlaser1960 Theodore Maiman: erster Rubinlaser->Gaslaser, Farblaser (flüssiges Medium)->Gaslaser, Farblaser (flüssiges Medium)► 1980er: Ultrakurzpulsarlaser1980er: Ultrakurzpulsarlaser► Anfang 21. Jahrhundert: nichtlineare Effekte Anfang 21. Jahrhundert: nichtlineare Effekte

um Attosekundenpulse im Röntgenbereich um Attosekundenpulse im Röntgenbereich zu erzeugen. zu erzeugen.

Physikalische GrundlagenPhysikalische Grundlagen

► Absorption durch optisches PumpenAbsorption durch optisches Pumpen► Spontane EmissionSpontane Emission► Stimulierte EmissionStimulierte Emission

Eigenschaften von LasernEigenschaften von Lasern

►KohärenzKohärenz►PolarisationPolarisation►Frequenz, WellenlängeFrequenz, Wellenlänge

Kohärenz Kohärenz

►fast phasensynchronfast phasensynchron►fast phasengleichfast phasengleich

PolarisationPolarisation

►meistens linearmeistens linear►bei Metallschneiden: zirkular bei Metallschneiden: zirkular

polarisiert (durch phasendrehende polarisiert (durch phasendrehende Verzögerungsplatten)Verzögerungsplatten)

Frequenz, WellenlängeFrequenz, Wellenlänge

►Bestimmt durchBestimmt durch MediumMedium Dessen geeignete EnergieübergängeDessen geeignete Energieübergänge

►Frequenz bleibt bei gleichem Medium Frequenz bleibt bei gleichem Medium gleichgleich

►MonochromasieMonochromasie

Geschichte des RubinlaserGeschichte des Rubinlaser

► 1958 Charles 1958 Charles Townes(1964) Arthur Townes(1964) Arthur Schwalow(1981) Schwalow(1981) mathematische mathematische Diskussion über vom Diskussion über vom Maser zum LaserMaser zum Laser

► 16. Mai 1960 von 16. Mai 1960 von Theodore H. Maiman Theodore H. Maiman (keinen Nobelpreis)(keinen Nobelpreis)

Aufbau des RubinlasersAufbau des Rubinlasers

► AlAl22OO33 dotiert mit Chromionen (0,03%- dotiert mit Chromionen (0,03%-0,05%)0,05%)

Übergänge des RubinlasersÜbergänge des Rubinlasers

►Elektronen des Elektronen des Chromion werden Chromion werden angehobenangehoben

►BesetzungsinversBesetzungsinversionion

►Dublettniveau Dublettniveau =>Doppellinie=>Doppellinie

LasertypenLasertypen

►GaslaserGaslaser►FarbstofflaserFarbstofflaser►FestkörperlaserFestkörperlaser►FarbzentrenlaserFarbzentrenlaser►HalbleiterlaserHalbleiterlaser►Freie-Elektronen-Laser (FEL)Freie-Elektronen-Laser (FEL)

Anwendung von LasernAnwendung von Lasern

►MaterialverarbeitungMaterialverarbeitung► SteuerungstechnikSteuerungstechnik►MedizinMedizin►MesstechnikMesstechnik►WissenschaftWissenschaft►HologarfieHologarfie►DatentechnikDatentechnik►Mikro-FotolithographieMikro-Fotolithographie►MilitärtechnikMilitärtechnik► Unterhaltung bzw. MedienUnterhaltung bzw. Medien

Klassifizierung nach EN Klassifizierung nach EN 60825-160825-1

Klasse

Leistung

Wellenlänge

Beschreibung

1 < 25 µW400...700 nm

Die zugängliche Laserstrahlung ist ungefährlich. (CD-Player; CD-/DVD-Brenner mit geschlossenem Gehäuse)

1M < 25 µW302,5...4000 nm

Die zugängliche Laserstrahlung ist ungefährlich, solange keine optischen Instrumente, wie Lupen oder Ferngläser verwendet werden.

2 ≤ 1 mW400...700 nm

Die zugängliche Laserstrahlung liegt nur im sichtbaren Spektralbereich (400 nm bis 700 nm). Sie ist bei kurzzeitiger Bestrahlungsdauer (bis 0,25 s) auch für das Auge ungefährlich. Eine längere Bestrahlung wird durch den natürlichen Lidschlussreflex verhindert. (*)

2M ≤ 1 mW400...700 nm

Wie Klasse 2, solange keine optischen Instrumente, wie Lupen oder Ferngläser, verwendet werden. (*)

3R1 bis 5 mW

302,5 nm...106 nm

Die zugängliche Laserstrahlung ist gefährlich für das Auge.

3B5 bis 500 mW

302,5...106 nm

Die zugängliche Laserstrahlung ist gefährlich für das Auge und in besonderen Fällen auch für die Haut. Diffuses Streulicht ist in der Regel ungefährlich. (Laser von CD-/DVD-Brennern; Laserstrahlung allerdings nicht direkt zugänglich)

4> 500mW

302,5...106 nm

Die zugängliche Laserstrahlung ist sehr gefährlich für das Auge und gefährlich für die Haut. Auch diffus gestreute Strahlung kann gefährlich sein. Beim Einsatz dieser Laserstrahlung besteht Brand- oder Explosionsgefahr. (Materialbearbeitung, Forschungslaser)

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