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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