Wie ein Laser arbeitet

Alle Laser arbeiten nach dem gleichen Prinzip, aber sie werden unterschieden nach ihrer Art, ihrer Konstruktionsweise, den verwendeten Materialien und den Eigenschaften des Laserstrahls.

Bestandteile eines Lasers

Jeder Laser hat drei Hauptbestandteile:

• Laser-Medium:
  Das kann Gas sein, z. B. Kohlendioxid (CO2), ein festes Material wie Neodymium Yttrium Aluminium Granat (Abk.: Nd-YAG) oder ein flüssiges Material, z. B. Farbstoff.
  Eine der Fähigkeiten eines Laserme­diums ist, dass es Energie in einer bestim­mten Weise speichern kann, bekannt als Populationsinversion.
  Das Lasermedium gibt Licht (Photonen) in Form übermäßig gespeicherter Energie ab.

• Erregungsmechanismus
  Dies ist der Mechanismus, durch den Energie verwendet wird, um die Partikel des Lasermediums zu erregen (Atome oder Moleküle). Energie kann verwendet werden aus elektrischem Strom, Entladung, Lichtquelle usw..

• optischer Resonator
  Hier wird die gespeicherte Energie in Form eines Laserstrahls aus dem Lasermedium herausgezogen. In der einfachsten Form besteht der optische Resonator aus einem Spiegel an jedem Ende des Lasermediums.
  Diese Spiegel befinden sich parallel zueinander, so dass Photonen, die an der Achse der beiden Spiegel entlang laufen, ständig zwischen den Spiegeln reflektiert werden (resonieren).
  
  

Einer der Spiegel ist 100% reflektierend, der andere nur teilweise, sodass einige nicht reflektierte Photonen durchgelassen werden.

Generieren des Laserstrahls

Wenn die Photonen das Lasermedium passieren, bedingt durch einen Prozess, der als stimulierte Emission bezeichnet wird, verursachen diese, dass erregte Partikel des Lasermediums überschüssige Energie in Form von anderen Photonen freisetzen.

Diese neuen Photonen sind identisch mit den Originalphotonen, die die stimulierte Emission verursacht haben.

Sie haben dieselbe Farbe (Wellenlänge), sie laufen in dieselbe Richtung und sind phasengleich.

Die Photonen, die durch den teilweise reflektierenden Spiegel übertragen werden, bilden den Laserstrahl, der dann seine „Arbeit“ tut.

Die übrigen Photonen werden in das Lasermedium zurückgespiegelt, um den stimulierten Emissionsprozess  fortzusetzen.

Weiterlesen: Lasermarkier-Vorgang