💡 Wie funktioniert ein LASER? Die Grundlagen der Lasertechnik | André von AUXXOS erklärt - Teil 1

Summary

In diesem Video präsentiert André Le Guin, Geschäftsführer und Entwicklungsleiter der AUXXOS Lasertechnik, die Grundlagen der Lasertechnik. Er erklärt den Ursprung des Begriffs 'Laser', die Eigenschaften von Laserstrahlung im Vergleich zu Tageslicht und wie diese Kohärenz und Monochromatizität erreicht werden. Der Fokus liegt auf Ytterbium-Faserlasern und der Strahlerzeugung durch stimulierte Emission. Es wird auch über die Entwicklung von Lasern von lampengepumpten Nd:YAG Lasern zu diodengepumpten und die Vorteile von Faser- und Scheibenlasern gesprochen, was die Effizienz und Kühlung verbessert.

Takeaways

• 😀 André Le Guin ist Geschäftsführer und Entwicklungsleiter der AUXXOS Lasertechnik in Amtzell und präsentiert eine neue Videoreihe über Grundlagen der Lasertechnik.
• 🔬 Der Begriff 'Laser' stammt von der Abkürzung 'Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation' und bezeichnet einen physikalischen Prozess zur Strahlungserzeugung.
• 🌌 Laserstrahlung unterscheidet sich von normalem Tageslicht durch ihre räumliche und zeitliche Kohärenz, was bedeutet, dass die Lichtwellen in einer Richtung schwingen und in Phase sind.
• 🎨 Ein weiteres Merkmal von Laserstrahlung ist ihre Monochromatizität, das heißt, sie besteht nur aus einer Wellenlänge und ist einfarbig im Gegensatz zum farbigen Sonnenlicht.
• 🌈 Die Wellenlänge ist ein Hauptkriterium zur Unterscheidung verschiedener Laserstrahlquellen, die je nach Anwendung und Material unterschiedlich sind.
• 🤖 In der Videoreihe werden hauptsächlich Ytterbium-Faserlaser behandelt, die im Spektralbereich von 1060 bis 1080 Nanometern operieren.
• 🔋 Die Strahlungserzeugung im Laser erfolgt durch ein laseraktives Medium, das durch Bestrahlung angeregt wird und Strahlung emittiert, was durch den Prozess der stimulierten Emission verständlich wird.
• 🔄 Der Prozess der Laserstrahlung beinhaltet spontane und stimulierte Emission, wobei die letztere die Lichtwellen mit gleichen Eigenschaften erzeugt und verstärkt.
• 🏗️ Der Aufbau eines Laserresonators besteht aus einem laseraktiven Medium, Pumpstrahlung und zwei Spiegeln, die die Strahlung reflektieren und verstärken.
• 🛠️ Technologische Entwicklungen in der Lasertechnik umfassen die Verwendung von Laserdioden als Pumpstrahlung, die zu einer höheren Effizienz und besseren Strahlqualität führen.
• 🌡️ Die Kühlung des laseraktiven Materials hat sich verbessert, indem man von Stäben zu dünneren Fasern oder flacheren Scheiben übergegangen ist, was die Wärmeabfuhr erleichtert und die Laserleistung steigert.

Q & A

Was ist der Hauptinhalt der neuen Videoreihe von André Le Guin?

Die Hauptinhalt der neuen Videoreihe ist die Einführung in die Grundlagen der Lasertechnik.

Was bedeutet der Begriff 'Laser'?

Laser ist eine Abkürzung und steht für 'Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung'.

Was sind die wichtigsten Eigenschaften von Laserstrahlung im Vergleich zu gewöhnlichem Tageslicht?

Laserstrahlung zeichnet sich durch räumliche und zeitliche Kohärenz, Monochromatizität und eine bestimmte Wellenlänge aus, im Gegensatz zu dem polychromatischen und in verschiedenen Richtungen strahlenden Tageslicht.

Was ist die Bedeutung von räumlicher Kohärenz bei Laserstrahlung?

Räumliche Kohärenz bedeutet, dass alle Lichtstrahlen oder Lichtwellen in dieselbe Richtung bewegt werden, im Gegensatz zu Lichtquellen wie der Sonne, die Licht in verschiedenen Richtungen emittieren.

Was versteht man unter zeitlicher Kohärenz?

Zeitliche Kohärenz bedeutet, dass alle Wellen zeitlich in Phase schwingen, also dass sie die gleiche Wellenlänge haben und ihre Maxima und Minima an derselben Stelle haben.

Warum ist Laserlicht monochromatisch?

Laserlicht ist monochromatisch, weil es nur eine Wellenlänge mit einem sehr schmalen Spektrum emittiert, im Gegensatz zu Sonnenlicht, das alle Lichtfarben aussendet.

Welche Rolle spielt die Wellenlänge bei der Unterscheidung verschiedener Laserstrahlquellen?

Die Wellenlänge ist ein Hauptmerkmal zur Unterscheidung verschiedener Laserstrahlquellen, da sie das Spektralbereich, in dem der Laser funktioniert, definiert und somit die Anwendungsbereiche bestimmt, wie zum Beispiel im Nah- oder Ferninfrarotbereich.

Was sind die Vor- und Nachteile des lampengepumpten Nd:YAG Lasers?

Der lampengepumpte Nd:YAG Laser hatte Nachteile wie thermische Probleme, die zu einem Temperaturgradienten und einer thermischen Linse führen. Ein Vorteil war jedoch seine damalige Verbreitung und Anwendung als Standard.

Was ist der Unterschied zwischen einer Laserdiode und einer Blitzlampe als Pumpquelle?

Eine Laserdiode emittiert ein sehr schmalbandiges Spektrum, genau das, was für die Anregung der Atome benötigt wird, im Gegensatz zu einer Blitzlampe, die ein breites Spektrum emittiert und weniger effizient ist.

Was ist der Vorteil des Faserlasers im Vergleich zu herkömmlichen Lasern?

Faserlaser haben den Vorteil, dass das laseraktive Material dünner und länger ist, was zu einer besseren Kühlung und einer höheren Effizienz führt.

Was ist der Hauptinhalt des nächsten Videos in der Serie?

Im nächsten Video werden die Vor- und Nachteile verschiedener Strahlerzeuger und weitere Details zu den in diesem Video eingeführten Konzepten erläutert.