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Schule > Physik > Optik > Laser-Arten: Halbleiterlaser, Gaslaser, Festkörperlaser (Rubinlaser)

Der Laser

Festkörperlaser (Rubinlaser):

> aktives Medium sind Kristalle oder Glas
> gehören zur Gruppe der Impulslaser
> werden durch intensive Lichtblitze angeregt
> senden ihrerseits wiederum verstärkte Lichtblitze aus
> Neodym-Glaslaser, Yttrium-Aluminium-Granat-Laser (abgekürzt YAG-Laser)

Einsatzgebiet: das Bohren sehr kleiner Löcher, das Schneiden, Schmelzen und Verdampfen

Funktion

> Atomen wird Energie durch Licht oder Strom zugeführt
> Photonen regen Elektronen an
aufsteigen der Elektronen auf eine höhere Schale
> wenn ein Photon auf ein bereits angeregtes Elektron trifft fällt dieses auf sein niedrigstes Energieniveau herab und sendet 2 Photonen aus
gleiche Wellenlänge = gleiche Richtung
> Spiegel reflektieren die Lichtteilchen
Photonenanzahl erhöht sich rasch
> durch den halbdurchlässigen Spiegel treten einige der Teilchen aus
Laserstrahl

> Laser wird mit Blitzlicht gepumpt
> gepulster Laserstrahl

Gaslaser:

> aktives Medium: Edelgase, Metalldämpfe oder Molekülgase
> Gasmedium wird durch optisches Pumpen (Lichtblitze) angeregt
> Gaslaser sind meistens Impulslaser
> Helium-Neon-Laser, Argon-Laser

Einsatzgebiete: geometrische Darstellung von Walzblechen, Überwachung der Schwebehöhe von Magnetschwebebahnen

Funktion

> Erzeugung von Strom
Gas sendet Licht mit bestimmter Wellenlänge aus
> der Abstand der beiden Spiegel von einander muss ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge sein
wenn die Wellen auf einen Spiegel treffen schneiden sie die Nulllinie
> Wellen werden von den Spiegeln reflektiert
> bei jedem Durchgang kommen neue Wellen dazu
werden nur reflektiert, wenn sie die Reflektionsbedingungen erfüllen
> durch Gasentladung kommen neue Lichtwellen hinzu
Intensität und Energie im Laser steigt
> durch de teildurchlässigen Spiegel tritt ein Teil der Wellen aus
Laserstrahl

Halbleiterlaser:

> Spektrum von infrarot bis ultraviolett
> kann Impuls-oder auch Dauerstrichlaser sein
> das aktive Medium ist ein Halbleiterkristall
> Galliumarsenid-Laser, Indium-Gallium-Nitrid-Laser

Einsatzgebiete: Compact Disc-Laufwerke, Laserdrucker

Funktion

> zu nutze machen des Positiv-Negativ-Übergangs (pn-Übergang) eines Halbleiters
> negativ und positiv dotierte Schicht bilden eine Übergangsschicht (Grenzschicht)
> einschalten des elektrischen Stroms
> angeregte Elektronen rekombinieren sich mit Löchern
bei Rekombination werden Photonen freigesetzt
> durch die angeschlossene Spannung entstehen neue Löcher und Elektronen
Rekombination erfolgt
> immer mehr Photonen werden freigesetzt
> viele Photonen werden zwischen den beiden Spiegeln hin und her geworfen
Laserstrahl

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