Laser

Laser

Laser is ne ängelske Oukuutenge, ju der stoant foar (light amplification by stimulated emission of radiation), wät ap Seeltersk uursät "Luchtferstäärkenge truch ju stimulierde Emission fon Stroalenge” hat. N Laser is ne Reewe ju n quantenmechanisken Effekt, nämmelk stimulierde Emission, anwoant uum n kohärenten Stroal Lucht tou lääwerjen. D. h. do Woogen sunt in Phase (in Stap) un deer is neen Interferenz. Lucht fon n Laser is oafter parallel un monochromatisk, man dät jält nit foar aal Typen Lasere.

Uursicht

Lasere wikselje in Grööte fon mikroskopiske Diodelasere (buppe) mäd ferskeedene Anweendengen, bit foutbaalfäild-groote Neodymium Glääslasere (unner), do der bruukt wäide foar inertial confinement fusion, Käädenwaffen-Unnersäikenge un uur physiske Experimente bie hooge Energie-Tichtegaid.

Algemeene Luchtwällen as ju elektriske Gloilaampe stroalje Photone in aal Gjuchten uut, gewöönelk uur n wied Spektrum Woogelaangten. Do maaste Luchtwällen sunt uk nit kohärent, dät hat: do Woogen sunt uut Phase un also rakt dät deer Interferenz twiske do Woogen.

In Kontrast stroalet n Laser Photone uut in n äängen, goud definierden Beend uum n Luchtstroal tou bilgjen. Dät Lucht is oafte bolde monochromatisk, wät uut ne eenpelde Wooge of Faawe bestoant, gjucht kohärent un oafte polarisierd is.

Wäkke Typen Lasere, as do “Faawestoflasere” un “vibroniske Fääststof-Lasere” konnen Lucht produsierje uur ne wied Beräk fon Woogelaangten. Ju Oainskup moaket do oaind foar dät Ärreegjen fon gans kuute Luchtpulse in ju Gröötenoardninge fon ne Femtosekunde (10^-15 Sekunde).

Laserlucht kon uk ne hooge Intensität beloangje, wäil sofuul dät dät Stäil un uur Metalle sniede kon. Die Luchtbunnel die der fon n Laser uutstroald wäd, wiest oafte ne gjucht litje Ouwiekenge (d. h. do Woogen blieuwe parallel, sogoar uur loange Oustande). Woogen mäd perfekte parelle Boanen konnen nit moaked wäide infoulge Diffraktion, oawers n Laserstroal wol sik fuul minner spreede as Lucht fon aal uur uur Luchtwällen. N Stroal die der fon n litjen Laboratorium-Laser ärreeged wäd, as die Helium-Neon Laser (HeNe Laser) wol sik spreede tou ne Truchmäite fon sowät 1.6 Kilometer, wan dät fon ju Äide bit ap ju Uurfäche fon de Moune skiend wäd. Wäkke Lasere, foarallen do Hoolichlaiter-Lasere, ärreegje Stroale, do der ne fuul gratter Spreedenge wiese, foarallen infoulge fon hiere litje Grööte. Sun ouwiekenden Luchtbunnel kon oawers uumbilged wäide tou n parallelen Bunnel truch Anweendenge fon ne optiske Linse.

Luchtbunnele fon nit-Laser-Wällen konnen oawers nit ap ju Wiese in n parallelen Bunnel uumewonneld wäide.

N Laser kon uk funktionierje as n optisken Ferstäärker, wan die mäd dät Lucht fon n uur Wälle bestroald wäd. Dät ferstäärkede Signoal kon gjucht äänelk weese an dät Iengongssignoal as beleeken ap Woogelaangte, Phase un Polarisation. Dät Phänomen häd fuul Anweendengen in optiske Kommunikation.

Die Uutgong fon n Laser kon kontinuierelk weese, ne konstante Amplitude hääbe of kon uk pulsierjend weese.

Prinzip

N Dye laser, die der bie do Starfire Optical Range foar LIDAR un laser guide star Experimente bruukt wäd, is oustämd ap ju Natrium D lienje un wäd ferwoand uum Natrium-Atome in ju Natrium-Loage fon ju Atmosphäre tou ärreegjen.

Die Laser gruundet sik ap ju Oainskup, dät ärreegede Elektrone fon n Atom, do der in ne Boane traale mäd ne haagere Energie as normoal, touräächfaale ätter ne läigere Boane un deerbie n Photon uutstroalje.

Wan dät Photon n uur Atom träft in dänsälge ärreegede Toustand, dan wol dät Elektron in dät Atom uk touräächfaale ätter dän läigere Energie-Toustand un uk n Photon uutstroalje, dät der in Phase is mäd dät eerste Photon usw. Wan dät n Atom träft mäd dät Elektron al in dän läigere Boan, dan kon dät Photon absorbierd wäide un dät Eleketron apstat ätter dän haagere Boane un also haagere Energietoustand. Me kon also ne Samlenge Elektrone hääbe, wieroun ju Meerhaid Elektrone in dän haagere Energietoustand is, wät dan muugelk moaket, do Elektrone touglieketied touräächfaale tou läiten ätter dän Gruundtoustand, wiertruch dan n stäärken Luchtpuls uutstroald wäd. Do so ärreegede Photone sunt dan in Phase un ju Woogelaangte, ju der ju Energiedifferenz äntspräkt twiske do Eleketroneboane, is jusälge. Dät Lucht is also monochromatisk.

Die Laserstroal wäd also ärreeged truch dät Lucht in dät Laser-Medium wai un wier reflektierje tou läiten twiske parallele Speegele. Do Atome fon dät Medium wäide dan aal ätter dän haagere energetiske Toustand ärreeged truch ju Touföigenge fon externe Energie truch Bestroalenge mäd ne uur Faawe Lucht, truch elektrisken Stroom of truch ne chemiske Reaktion. Dät Resultoat is n ferstäärkeden Luchtbunnel, die der uut ju 'Resonanzkoomere' äntkumt, deertruch dät een fon do Speegele deelwiese truchläitend moaked is.

Ju Theorie fon Quantenmechanik kon anwoand wäide ap dät Laserphänomen, wan uk do maaste Lasertypen eer experimentel äntwikkeld wuuden sunt.

Geskichte

Die eerste wierkjende Laser is fon Theodore Maiman 1960 bie do Hughes Research Laboratories in Malibu, Kalifornien moaked wuuden.

Maiman häd n Robinkristal mäd Lailampe as Energiewälle ferwoand uum n rood Laserlucht mäd ne Woogelaangte fon 694 Nanometer tou ärrreegjen.

Lasersicherhaid

Uk Lasere mäd läige Intensität konnen gefoorelk weese foar n Moanske sien Oogene. Ju Kohärenz un läige Luchtspreedenge betjuude, dät dät Lucht truch dät Ooge tou n gans litjen Tuddelk ap ju Näthäid fokussierd wäide kon, wät in Sekunden lokoal Baadenjen un duurhaften Skoade as Foulge hääbe kon.

Laserlucht fon bestimde Woogenlaangte kon Katarakte feruurseekje un sogoar ju Flüssegaid in dät Ooge toun Sjooden brange. Infrarood- un Ultravioletlasere sunt besunners gefoorelk, deeruum dät Lieuwend sien Blinkreflex, ju dät Ooge beskutset juun uungewoonelk häller Lucht, bloot wierket, wan dät Lucht sichtboar is. Klassifikation foar Sicherhaid fon Lasere geböärt ätter ju Woogenlaangte un ju maximoale Uutgongsenergie as foulget:

• Klasse I: Ap sik sicher. Neen Muugelkhaid ap Oogenskoade. Dät kon weese in Fal fon ne gans läige Laistenge (in dän Fal is Oogenskoade sogoar ätter uurenloange Beljuchtenge nit muugelk) of uk in Foulge fon n Gehüüse, dät in Bedrieuw nit eepenmoaked wäide kon sunner dät die Laser sik ouskaltet (as gewöönelk dän Fal is mäd Compact Disks / CDs).
• Klasse II: Die Blinkreflex fon dät moanskelke Ooge wol Oogenskoade toufoarkuume. Do maaste Laserpointere sunt in ju Kategorie, mäd Uutgongsenergie láiger as 1 bit 5 Milliwatt.
• Klas IIIa: Äänelk an Klasse IIIb, man foar groote Bunnel-Truchmäiten, sodoane dät ju Pupille bloot Klasse II Luchtmassen truchläite kon. Lasere in ju Klasse sunt maast gefoorelk in Kombination mäd optiske Instrumente, do der ju Bunnelktruchmäite annerje konnen.
• Klasse IIIb: Kon Oogenskoade feruurseekje as die Stroal fluks in dät Ooge skient of fluks in dät Ooge reflektierd wäd. Dät is algemeen fon Anweendenge foar Lasere mäd Uutgongsenergie fon 5 Milliwatt bit tou moorere hunnert Milliwatt.
• Klas IV: Gjucht gefoorelk; sogoar indirekte Ferspreedenge fon dät Lucht fon dän Bunnel kon Oogen- of Häidskoade feruurseekje. Dät is foarallen fon Anweendenge foar Lasere fon moor as eenige Milliwatt. Lasere in disse Klasse hääbe gewöönelk n Uutgongsenergie fon moorere hunnert Milliwatt of sogoar moor.

Ju Laistenge fon do buppenaamde Lasere rakt bloot ruuge Anhaltspunkte, dan ju Klassifisierenge honget uk ou fon ju Woogenlaangte fon dän Laser un deerfon of die Laser n pulsierjenden of anduurjenden Uutgong häd. Die Iensats fon Laser-Skutbrille, wan in ju Klasse IIIb un IV ferwoand, wäd tringend rät.

Soarten Lasere

Ne Laserharpe.

Lasere wäide anwoand foar visuelle Effekte bie ne Musikuutfierenge (n Lasershow.)

• Gaslasere
  • HeNe (543 nm un 633 nm)
  • Argon(-Ion) (458 nm, 488 nm of 514.5 nm)
  • Koolestofdioxidlasere - wäide industriel anwoand foar Sniede- un Lask-Swäkke, mäd Uutgongsenergie bit 100 kW.
  • Koolestofmonoxidlasere - mouten köild wäide un sunt uutergewöönelk kräftich, mäd Laistengen bit tou 500 kW.
• Excimer Gaslasere, produsierje ultraviolet Lucht un wäide anwoand in ju Hoolichlaiter-Häärstaalenge un foar LASIK Oogenoperation.
  • 157 nm (F_2)
  • 193 nm (ArF)
  • 222 nm (KrCl)
  • 248 nm (KrF)
  • 308 nm (XeCl)
  • 351 nm (XeF)
• Oafte anwoande Lasertypen foar Dermatologie, mäd deerbie wächhoaljen fon Tattoos, Moale un Hiere:
  • Rubin (694 nm)
  • Alexandrit (755 nm)
  • Pulsierjenden Diodenmatrix (810 nm)
  • Nd:YAG (1064 nm)
  • Ho:YAG (2090 nm)
  • Er:YAG (2940 nm)
• Hoolichlaiter-Laserdioden,
  • littik: Anweendenge foar Laserwiesere, Laserdrukkere un CD/DVD-Spielere;
  • gratter: Industrielle Diodelasere stounde tou Ferföigenge foar Sniede- un Lask-Oarbaid mäd Uutgongsenergie bit 10 kW.
• Faawestoflasere
• Kwantum Kaskade Lasere
• Neodium-dotierde YAG Lasere (Nd:YAG), n kräftigen infrarood-Laser, die der anwoand wäd foar snieden, laskjen en beskriftjen fon Metalle un uur Materialien.
• Erbium-dotierden YAG, 1645 nm
• Thulium-dotierden YAG, 2015 nm
• Holmium-dotierden YAG, 2090 nm, n kräftigen infrarood-Laser, wierfon dät Lucht explosionsoardich absorbierd wäd fon woateränthooldende Geweeuwen in Loagen bit n Millimeter tjuk. Dät wäd gewöönelk pulsierjend benutsed in Luchtwoogenlaiter foar chirurchiske Reewen uum Lieden-Uurflächen wierhäärtoustaalen, Karies fon Tuske wächtouhoaljen, Krebsgeweeuwe tou ferdunstjen un Njuuren- un Gallensteene tou fernäilen.
• Titan-dotierde Saphir (Ti:Saphir) Lasere, n goud oustämboaren Infrarood-Laser, die der foar Spektroskopie ferwoand wäd.
• Erbium-dotierde Faserlaitere, n Oard Lasere, do der bilged wäide uut paasjend moakede Luchtwoogenlaitere. Do wäide anwoand as Ferstäärker in optiske Kommunikationsreewen.

Literatuur

• Fritz Kurt Kneubühl, Markus Werner Sigrist: Laser. 7. Auflage. Teubner, Wiesbaden 2008, ISBN 3-8351-0145-5.
• J. Eichler, H. J. Eichler: Laser. Bauformen, Strahlführung, Anwendungen. 7. Auflage. Springer Verlag, 2010, ISBN 3-6421-0461-4.
• Anthony E. Siegman: Lasers. University Science Books, Mill Valley/CA 1986, ISBN 0-935702-11-3.
• William T. Silfvast: Laser Fundamentals. 2. Auflage. Cambridge University Press, Cambridge 2004, ISBN 0-521-83345-0.
• Axel Donges: Physikalische Grundlagen der Lasertechnik. Shaker, Aachen 2007, ISBN 978-3-8322-6392-8.
• Charles H. Townes: How the Laser Happened. Oxford University Press, New York Oxford 1999, ISBN 0-19-512268-2

Ferbiendengen

 Commons: Laser – Sammelenge fon Bielden, Filme un Heerdoatäie

• Encyclopedia of Laser Physics and Technology - ängelske Websiede uur Lasertechnologie un Physik
• weltderphysik.de - düütske Websiede uur Lasertechnologie
• repairfaq.org - ängelske Websiede mäd techniske Dokumentatione

Wällen, Anmäärkengen un Ätterwiesengen

Wällen, Anmäärkengen un Ätterwiesengen: