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Einführung zum „Laser Optics Lab“

Die Videoserie „Laser Optics Lab“ informiert über Spezifikationen, Beschichtungen, Produkttypen und vieles mehr aus dem Bereich der Laser-Technik. Sehen Sie sich die Videos an, um mehr über spezielle Themen der Laseroptik zu erfahren, die Ihnen helfen werden, Ihr Wissen zu erweitern und das beste Produkt für Ihre Anwendung zu wählen.

Hallo, mein Name ist Stefaan Vandendriessche und ich bin Produktlinienmanager für Laseroptik bei Edmund Optics. In dieser Videoserie werden wir uns ausführlich mit Laser-Technik beschäftigen - mit Spezifikationen, Beschichtungstechnologien sowie Produkttypen und vielem mehr. Laser werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. in der Lasermaterialbearbeitung, für medizinische Geräte oder in der Unterhaltungsindustrie. Das Wort Laser ist eine Abkürzung und steht für „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation“. Im einfachsten Fall befinden sich Elektronen in bestimmten Energieniveaus eines Atoms, darunter Energieniveau eins oder der Grundzustand, Energieniveau zwei oder der erste angeregte Zustand und Energieniveau drei oder der zweite angeregte Zustand. Wenn Elektronen im Grundzustand angeregt werden, springen sie in die angeregten Zustände. Allerdings bleiben sie nicht lange in diesen angeregten Zuständen. Wenn das Elektron dann wieder in ein geringeres Niveau absinkt, wird ein Photon emittiert mit einer Energie, die dem Unterschied zwischen dem angeregten Zustand und dem Grundzustand entspricht. Dieser Vorgang wird spontane Emission genannt. Einige Lichtquellen, wie z. B. Glühbirnen, beruhen auf spontaner Emission, Laser beruhen hingegen auf einer besonderen Form der Emission, der stimulierten Emission. Wenn unter den passenden Bedingungen ein Photon mit der gleichen Energie ein angeregtes Elektron passiert, kann es das Elektron zwingen in den Grundzustand zurückzugehen und dabei ein zweites Photon mit der gleichen Richtung, Phase und Energie zu erzeugen. Dies wird mit dem Begriff stimulierte Emission bezeichnet, der auch im Laser-Namen auftaucht. Damit ein Laser effizient funktioniert, werden viele Elektronen im angeregten Zustand benötigt, die dann durch Stimulation wieder absinken. Elektronen ziehen es allerdings vor im Grundzustand zu bleiben, bzw. so schnell wie möglich dorthin zurückzugelangen. Bei einem Laser muss die Anzahl der Partikel im angeregten Zustand die Anzahl der Elektronen im Grundzustand übersteigen, dieses Phänomen wird auch als Besetzungsinversion bezeichnet. Laut den Regeln der Quantenphysik ist dies normalerweise unmöglich. Um dies zu umgehen, ist ein zweiter angeregter Zustand erforderlich. Elektronen werden auf den zweiten Zustand angeregt und gehen dann auf den ersten angeregten Zustand zurück. Dies ermöglicht die Besetzungsinversion und der Laserstrahl kann erzeugt werden. Das Verstärkungsmedium ist das Material, in dem die Energieniveaus vorhanden sind. Laser werden typischerweise über ihr Verstärkungsmedium klassifiziert. Gaslaser verwenden z. B. Gas als Medium im Laserresonator. Festkörperlaser wie Rubinlaser oder Nd:YAG-Laser verwenden ein kristallines Glasmedium und Diodenlaser werden elektrisch mit Halbleitermedien gepumpt. Im nächsten Video erfahren Sie mehr über die Eigenschaften von Lasern.

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