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Lasertypen mit Definition, ihre Verwendung, Vor- und Nachteile

Anzahl Durchsuchen:96     Autor:Site Editor     veröffentlichen Zeit: 2025-11-05      Herkunft:Powered

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Vielleicht haben wir alle in unserer Kindheit mit Laserlicht gespielt, um uns zu unterhalten und manchmal andere zu stören. Aber das ist noch nicht alles. Laser sind heutzutage in allen Bereichen eine revolutionäre Technologie, sei es in der Medizin, Verteidigung, Kommunikation oder sogar in Wissenschaft und Technik. Laser sind ein wesentlicher Bestandteil zahlreicher Gegenstände, die wir heute verwenden. Laser werden auf der Grundlage ihres Verstärkungsmediums in fünf Haupttypen eingeteilt, die bestimmen, welcher Lasertyp für verschiedene Anwendungen benötigt wird. Dazu gehören Festkörperlaser, Flüssigkörperlaser, Gaskörperlaser, Halbleiterlaser und Metalldampflaser.

Was sind Laser?

LASER ist eine Abkürzung für Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Es handelt sich um ein Gerät, das durch den Prozess der stimulierten Emission Licht (im Wesentlichen elektromagnetische Strahlung) aussendet.

Eigenschaften von Licht:

  • Das Licht ist von Natur aus nahezu monochromatisch (einfarbig).

  • Das Licht ist normalerweise kohärent mit den Wellen, alle exakt in Phase zueinander.

  • Diese Strahlen divergieren kaum.

  • Diese Strahlen sind extrem intensiv und weitaus intensiver als das Licht anderer Quellen.


Arten von Lasern

Grundsätzlich werden Laser aufgrund ihres aktiven Mediums in 5 Typen eingeteilt. Sie sind

  • Halbleiterlaser

  • Flüssigkeitslaser

  • Gasförmiger Laser

  • Festkörperlaser

  • Metalldampflaser

Wir werden einige dieser Typen in den nächsten Teilen dieses Artikels besprechen.


Halbleiterlaser

Ein Halbleiterlaser wird üblicherweise als bezeichnet, Laserdiode da er ähnlich wie eine Diode funktioniert und der Strom in Durchlassrichtung des Übergangs fließt.

Halbleiterlaser

Funktionsweise eines Halbleiterlasers

Durch die Injektion von Ladungsträgern in den Raumbereich, der durch den Übergang gekennzeichnet ist, kann es zu Rekombinationsstrahlung kommen. Vorausgesetzt, dass diese aktuelle Infusion ausreichend ist, kann auch eine Populationsumkehr erreicht werden und es kommt zu einer stimulierten Emission.

Aufgrund dieser Eigenschaften gehören sie heute zu den wichtigsten Laserklassen. Sie werden nicht nur in Anwendungen wie optischer Datenspeicherung und Glasfaserkommunikation eingesetzt, sondern dienen auch als Pumpquelle für Festkörperlaser.

Vorteile von Halbleiterlasern

  • Die Abmessungen sind sehr klein und die Anordnung einfach und kompakt.

  • Aufgrund seiner hohen Effizienz findet es in verschiedenen Anwendungen Anwendung.

  • Die Laserleistung kann einfach durch Steuerung der Verbindungsleistung gesteuert werden.

  • Er kann sogar mit geringerer Leistung als andere Laser betrieben werden und erfordert auch nur sehr wenig Zusatzgeräte.

Nachteile von Halbleiterlasern

  • Es ist sehr schwierig, das Modenmuster und das Modengerüst des Lasers zu kontrollieren.

  • Seine Schwellenstromdichte ist vergleichsweise sehr hoch als bei anderen Lasern.

  • Die Hauptprobleme bei diesen Lasertypen sind ihre schlechte Kohärenz und mangelnde Stabilität.

Anwendung von Halbleiterlasern

  • Es wird häufig in der Glasfaserkommunikation eingesetzt.

  • Es wird zur Heilung von Verletzungen durch Infrarotstrahlung eingesetzt.

  • Halbleiterlaser werden sogar zu medizinischen Zwecken als Schmerzmittel eingesetzt

  • Es wird auch in der Druckindustrie in Laserdruckern und zum Lesen und Schreiben von CDs verwendet.

    Verschiedene Arten von Laserpointern





Festkörperlaser

Ein Festkörperlaser verwendet einen Kristall, dessen Atome im Gegensatz zu einem Gas fest miteinander verbunden sind. Der Kristall erzeugt Laserlicht, nachdem eine große Lichtmenge entweder von einer Lampe oder einer anderen Laserquelle in ihn gepumpt wird. Da das Laserlicht einen ähnlichen Verlauf wie ein intensiver Strahl hat, erzeugt der Laser ein äußerst brillantes Licht. Es ist außergewöhnlich intensiv und kann tatsächlich Menschen verletzen.

Festkörperlaser

Funktionsweise von Festkörperlasern

Ein Festkörperlaser verwendet ein dotiertes festes Verstärkungsmedium, das bei Anregung Photonen mit derselben Wellenlänge freisetzt. Spiegel fangen die Photonen ein, um eine stärkere Emission anzuregen, was zu einer Verstärkung und schließlich zu einem kohärenten Laserstrahl durch einen Ausgangsspiegel führt.

Vorteile von Festkörperlasern

  • Das Gießen mit Festkörperlasern ist im Vergleich zu anderen Laserarten vergleichsweise einfach und zudem taschenfreundlich.

  • Festkörperlaser können sowohl kontinuierliche als auch gepulste Leistung erzeugen.

  • Die Materialverschwendung ist wesentlich geringer als bei Gaslasern.

Nachteile von Festkörperlasern

  • Der Wirkungsgrad ist vergleichsweise geringer als bei Kohlendioxidlasern.

  • Die Ausgangsspannung des Festkörperlasers ist nicht sehr beeindruckend.

  • Bei Festkörperlasern kommt es zu Leistungsverlusten durch thermisches Laschen.

Anwendung von Festkörperlasern

  • Diese werden üblicherweise beim Bohren von Löchern in Bleche oder Platten verwendet.

  • Es kann sogar für militärische Zwecke im Zielsystem eingesetzt werden.

  • Es kann auch in medizinischen Anwendungen wie Endoskopie usw. verwendet werden.





Flüssigkeitslaser

Bei einem Flüssigkeitslaser handelt es sich, wie der Name schon sagt, um eine Flüssigkeit als Lasermedium. Bei Flüssigkeitslasern fungiert Licht als Energielieferant für das Lasermedium.

Flüssigkeitslaser

Funktionsweise von Flüssigkörperlasern

Ein Farbstofflaser ist ein Beispiel für einen Flüssigkeitslaser. Ein Farbstofflaser ist ein Laser, der einen organischen Farbstoff (eine flüssige Lösung) als Lasermedium verwendet. Diese Laser erzeugen Laserlicht aus den angeregten Energiezuständen organischer Farbstoffe, die in flüssigen Lösungsmitteln zerfallen oder gelöst sind. Es erzeugt Laserlichtstrahlen im nahen Ultraviolett- bis Nahinfrarotbereich des Spektrums.

Vorteile von Flüssigkörperlasern

  • Diese sind in der Lage, eine höhere Ausgangsleistung bei einem höheren Wirkungsgrad von 25 % zu erzeugen.

  • Die Strahldivergenz von Flüssigkeitslasern ist sehr gering.

  • Es kann sogar in sichtbarer Form gefunden werden.

Nachteile von Flüssigkörperlasern

  • Der größte Nachteil ist die komplexe chemische Zusammensetzung, weshalb auch die Kosten sehr hoch sind.

Anwendung von Flüssigkeitslasern

  • Diese Lasertypen werden hauptsächlich als Forschungsinstrument für medizinische Zwecke eingesetzt


Gaslaser

Ein Gaslaser ist ein Laser, bei dem ein elektrischer Fluss durch ein Gas im Lasermedium freigesetzt wird, um Laserlicht abzugeben. Bei Gaslasern befindet sich das Lasermedium selbst im gasförmigen Zustand.

Gaslaser

Vorteile von Gaslasern

  • Diese verfügen über eine stabile Zentralwellenlänge und eine hohe spektrale Reinheit.

  • Er verfügt über eine gute Strahlqualität und eine bessere Ausrichtung als andere Lasertypen.

Nachteile von Gaslasern

  • Aufgrund der geringen Größe gasförmiger Atome neigen diese dazu, mit den Atomen der Wände des Gasrohrs zu diffundieren.

Anwendung von Gaslasern

  • Diese werden zur Herstellung von Hologrammen und auch zum Lesen von Barcodes verwendet.

  • Diese werden als Quelle zum Schreiben auf lichtempfindliche Materialien verwendet.




Metalldampflaser

Metalldampflaser sind eine Art Gaslaser, der einen Metalldampf als Laserverstärkungsmedium verwendet. Genauer gesagt handelt es sich bei den laseraktiven Wirkstoffen um Metallatome oder in manchen Fällen um Metallionen. Die zugänglichen Emissionsfrequenzen von Metalldampflasern reichen von Infrarot bis Ultraviolett. Der Metalldampf wird in vielen Fällen von einem Quarzrohr umschlossen, das an seinen Verschlüssen Kathoden, Laserspiegel und optische Fenster aufweist.

Funktionsweise von Metalldampflasern

Ein Metalldampflaser verwendet Metallatome im Gas- oder Plasmazustand als Verstärkungsmedium. Die elektrische Anregung des Metalldampfs erzeugt Photonen, die beim Einfangen durch Spiegel eine weitere Emission und Verstärkung anregen, was zu einem kohärenten Metalldampf-Laserstrahl führt. Der Schlüsselaspekt ist die Verwendung verdampfter Metallatome als aktives Verstärkungsmedium.

Metalldampflaser

Vorteile von Metalldampflasern

  • Die größte Stärke dieser Laser liegt in ihrer Fähigkeit, wünschenswerte Wellenlängen anzubieten, weshalb sie zu kommerziellem Status entwickelt wurden.

  • Dabei handelt es sich um eines der zuverlässigsten und robustesten kommerziellen Produkte der Branche.

Nachteile von Metalldampflasern

  • Die Herstellungstechnologie dieser Lasertypen war früher schwierig, vor allem aufgrund der Anforderungen an die hohen Temperaturen, bei denen diese Laserröhren betrieben werden (ca. 1500 °C).

Anwendungen von Metalldampflasern

  • Metalldampflaser werden üblicherweise zum Pumpen von gepulsten Farbstofflasern oder Verstärkern und Titan-Saphir-Lasern verwendet.

  • Diese werden manchmal auch in der photodynamischen Therapie eingesetzt.


Anwendungen von Lasern

Laserlicht ist nicht ganz dasselbe wie herkömmliches Licht. Es verfügt über verschiedene bemerkenswerte Eigenschaften wie Kohärenz, Monochromatizität, Direktionalität und extreme Fokussierung. Aufgrund dieser besonderen Eigenschaften werden Laser heutzutage in unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt.

Militärischer Einsatz von Lasern

Der Einsatz von Lasern für militärische Zwecke entwickelt sich stetig weiter. Zahlreiche Armeen verschiedener Nationen nutzen unterschiedliche Arten von Lasersystemen für ihre jeweiligen Kampfeinsätze und -aktivitäten. Traditionelle Truppen der Land-, Kanonen-, Luftschutz- und Flugstreitkräfte betrachten den Laser heute als eine wesentliche Funktionskomponente zur Steigerung der Genauigkeit und Effektivität von Kampfeinsätzen. Auch in der Ausbildung von Militärangehörigen an Militärschulen und -hochschulen sind Laser für verschiedene Ausbildungseinheiten wichtig.

Industrieller Einsatz von Lasern

Es gibt verschiedene moderne Anwendungen, die vom Einsatz eines Lasers profitieren könnten, der in zahlreichen Branchen zu finden ist. Industrielaser werden zum Schneiden von Metallen und Texturen, zum Markieren von Tracking-Codes für moderne Rückverfolgbarkeit, zum Schweißen von Metallen mit hoher Genauigkeit, zum Reinigen von Metalloberflächen, zum Ändern der Oberflächenrauheit und zum Messen von Teileabmessungen eingesetzt. Sie werden in verschiedenen Branchen umfassend eingesetzt. Zum Beispiel die Elektrofahrzeug- und Primärmetallindustrie. Moderne Laser werden mithilfe ausgefeilterer Techniken aufgerüstet, um ihre Leistung, Genauigkeit und Kraft bzw. Robustheit zu verbessern. Das Prinzip bleibt jedoch dasselbe.

Laser, die in Wissenschaft und Technologie verwendet werden

Laser sind heute ein untrennbarer Bestandteil von Wissenschaft und Technik. Von der Untersuchung von Forschungsmechanismen wie der Brownschen Bewegung bis hin zum dreidimensionalen Drucken im Raum ohne den Einsatz von Linsen werden Laser überall eingesetzt. Einige weitere Anwendungen sind wie folgt: Es hilft bei der Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit der Erde, der Erkennung von Erdbeben und der Suche nach nuklearen Explosionen unter Wasser. Es ist auch nützlich, um große Datenmengen auf CD-Laufwerken zu speichern und auch abzurufen.

Medizinischer Einsatz von Lasern

Laser wurden erstmals 1961 in der medizinischen Wissenschaft eingeführt. Heutzutage sind Laser in der medizinischen Industrie aufgrund ihrer hohen Präzision und geringeren Infektionsgefahr sehr gefragt. Es hilft Chirurgen auch bei der Durchführung komplexer Operationen und reduziert sogar Blutverluste. Medizinische Laser werden für verschiedene klinische Verfahren eingesetzt, darunter Dermatologie und plastische Chirurgie, Heilung von Verletzungen, Nervenstimulation, Zahnheilkunde und Krebstherapie. Diodenlaser werden im Allgemeinen in zahlreichen Operationen eingesetzt, darunter beim Schneiden von Weichgewebe, bei der Koagulation und bei der Krebs-Thermotherapie. Passend zu den Laserassimilationsfrequenzen werden verschiedene Photosensibilisatoren eingeführt.

Laser werden in verschiedenen Kommunikationsbereichen eingesetzt

Die optische Kommunikation war einer der Hauptantriebskräfte bei der Entwicklung der Laserdiodentechnologie. Heutzutage sind Diodenlaser wichtige Bestandteile jedes Breitbandkommunikationssystems. Sie werden als schnelle Sender in modernen und einfachen Glasfaserunternehmen eingesetzt. Sie werden auch zum Pumpen von Lasern in Erbium-dotierten Verstärkern oder EDFAs oder als gepulste Hochleistungslaser in Test- und Messbereichen eingesetzt. Laserkommunikationssysteme sind drahtlose Verbindungen durch die Atmosphäre. Man geht davon aus, dass Lichtgeschwindigkeit die schnellste Geschwindigkeit ist, mit der sich irgendetwas fortbewegen kann. Daher sind Laserkommunikation und Lasersensorik für die Mörserabwehr und andere wichtige Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt von Bedeutung.


BU-LASER bietet Halbleiterdiodenlaser mit den Farben Violett, Cyan, Blau, Grün, Rot und Infrarot (375 nm bis 1064 nm, 1 mW bis 500 W Ausgangsleistung, verschiedene Strahlmodi und Abmessungen), um den Kundenanforderungen verschiedener Anwendungen besser gerecht zu werden. Wir bieten auch professionellen OEM- und ODM-Service! Um mehr zu erfahren, kontaktieren Sie uns bitte unter song@bu-laser.com.


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