Die Buchstaben im Wort Laser stehen für Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung. Ein Laser ist eine ungewöhnliche Lichtquelle. Es ist ganz anders als eine Glühbirne oder ein Blitzlicht. Laser erzeugen einen sehr schmalen Lichtstrahl. Diese Art von Licht ist nützlich für viele Technologien und Instrumente — sogar einige, die Sie zu Hause verwenden könnten!

Wie funktioniert ein Laser?

Licht bewegt sich in Wellen, und der Abstand zwischen den Spitzen einer Welle wird als Wellenlänge bezeichnet.

Jede Lichtfarbe hat eine andere Wellenlänge. Zum Beispiel hat blaues Licht eine kürzere Wellenlänge als rotes Licht. Sonnenlicht – und das typische Licht einer Glühbirne – besteht aus Licht mit vielen verschiedenen Wellenlängen. Unsere Augen sehen diese Mischung von Wellenlängen als weißes Licht.

Diese Animation zeigt eine Darstellung der verschiedenen Wellenlängen im Sonnenlicht. Wenn alle verschiedenen Wellenlängen (Farben) zusammenkommen, erhalten Sie weißes Licht. Bildnachweis: NASA

Ein Laser ist anders. Laser kommen in der Natur nicht vor. Wir haben jedoch Wege gefunden, diese spezielle Art von Licht künstlich zu erzeugen. Laser erzeugen einen schmalen Lichtstrahl, in dem alle Lichtwellen sehr ähnliche Wellenlängen haben. Die Lichtwellen des Lasers wandern zusammen mit ihren Spitzen alle aufgereiht oder in Phase. Aus diesem Grund sind Laserstrahlen sehr schmal, sehr hell und können auf einen sehr kleinen Punkt fokussiert werden.

Diese Animation ist eine Darstellung von In-Phase-Laserlichtwellen. Bildnachweis: NASA

Da Laserlicht fokussiert bleibt und sich nicht stark ausbreitet (wie eine Taschenlampe), können Laserstrahlen sehr lange Strecken zurücklegen. Sie können auch viel Energie auf eine sehr kleine Fläche konzentrieren.

Diese Animation zeigt, wie ein Laser sein gesamtes Licht auf einen kleinen Punkt fokussieren kann. Credit: NASA

Laser haben viele Anwendungen. Sie werden in Präzisionswerkzeugen verwendet und können Diamanten oder dickes Metall durchschneiden. Sie können auch entworfen werden, um bei empfindlichen Operationen zu helfen. Laser werden zum Aufzeichnen und Abrufen von Informationen verwendet. Sie werden in der Kommunikation und bei der Übertragung von TV- und Internetsignalen verwendet. Wir finden sie auch in Laserdruckern, Barcode-Scannern und DVD-Playern. Sie helfen auch, Teile für Computer und andere Elektronik herzustellen.

Laser werden auch in Instrumenten verwendet, die Spektrometer genannt werden. Spektrometer können Wissenschaftlern helfen, herauszufinden, woraus Dinge bestehen. Zum Beispiel verwendet der Curiosity Rover ein Laserspektrometer, um zu sehen, welche Arten von Chemikalien in bestimmten Gesteinen auf dem Mars enthalten sind.

Dies ist ein Bild des Marsbodens, bevor (links) und nachdem (rechts) es vom Laserinstrument ChemCam des Curiosity Rovers gezappt wurde. Durch Zappen winziger Löcher in Marsboden und Gestein kann ChemCam bestimmen, woraus das Material besteht. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech / LANL / CNES / IRAP / LPGN / CNRS

NASA-Missionen haben Laser verwendet, um die Gase in der Erdatmosphäre zu untersuchen. Laser wurden auch in Instrumenten verwendet, die die Oberflächen von Planeten, Monden und Asteroiden abbilden.

Wissenschaftler haben sogar die Entfernung zwischen Mond und Erde mit Lasern gemessen! Durch die Messung der Zeit, die ein Laserstrahl benötigt, um zum Mond und zurück zu gelangen, können Astronomen genau sagen, wie weit er entfernt ist!