2. Der Laser

Was bedeutet ‘Laser’?

Laser sind Lichtquellen, die besondere Eigenschaften besitzen, wodurch sie sich von allen anderen natürlichen und künstlichen Lichtquellen unterscheiden. Welche dies sind und wie man dieses besondere Licht erzeugt, ist das Thema dieses Kapitels.

Der Begriff ‘Laser’ ist eine Abkürzung. Er steht für:

Light amplification through stimulated emission of radiation,

also übersetzt: Lichtverstärkung durch stimulierte Aussendung von Strahlung. Was das heißen soll, wird auf den nächsten Seiten erklärt.

In diesem Kapitel soll die Funktion eines Lasers und seine Besonder- heiten verstanden werden. Dazu werden wir als Anschauungsobjekt einen Helium-Neon-Laser (kurz: HeNe-Laser) verwenden. Ein Gemisch der Edelgase Helium und Neon wird genutzt, um rotes Laserlicht zu erzeugen. Dieser Laser gehört daher zu den Gaslasern. Es gibt auch Flüssigkeits- und Festkörperlaser, worauf hier aber nicht weiter eingegangen wird.

Ein HeNe-Laser im Betrieb mit Blick von oben in das geöffnete Gehäuse ist im folgenden Foto gezeigt. Man sieht die Glasröhre, in der Helium und Neon enthalten ist. Durch eine elektrische Gasentladung leuchtet das Neon intensiv orangefarben. Der kleine rote Punkt rechts - den man erst in der Vergrößerung erkennen kann - kommt durch die Reflexion des nach rechts austretenden Laserlichts auf einer schwarzen Scheibe zustande.

Helium-Neon-Laser in Betrieb. Die im geöffneten Gehäuse des Lasers zu sehenden Bauteile kann man in einer Grafik ansehen. Ihre Funktion wird später in der Lerneinheit erklärt.

Dieses Modell eines HeNe-Lasers eignet sich besonders gut, um den Aufbau des Lasers zu verstehen, weil er im eigentlichen Wortsinn anschaulich ist: Man kann alle benötigten Bauteile direkt sehen. HeNe-Laser in der Gerätesammlung einer Schule sind meist vollkommen verschlossen, ihr Innenleben kann leider nicht so einfach untersucht werden.

Laserlicht und Glühlampenlicht

Zunächst betrachten wir das Laserlicht. In der Abbildung in der linken Spalte haben wir es als kleinen roten Punkt gesehen. Wenn man den Laserstrahl mit einer Linse aufweitet und auf einen Schirm fallen lässt, sieht das so aus wie auf dem Bild unten links. Unten rechts sieht man zum Vergleich das Licht einer Halogenglühlampe; ihr Licht wurde mit zwei Linsen ebenfalls auf einen Schirm abgebildet.

Laserlicht (links) und Licht einer Halogenlampe (rechts). Mit einem Mausklick auf die Fotos erhält man Bilder, in denen Ausschnitte der beleuchteten Bereiche auf dem Schirm in starker Vergrößerung abgebildet sind.