Gedanden rund um den Laser - 500 Beiträge pro Seite

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Erlangen (ADX). Die WaveLight Laser Technologie AG hat in den ersten neun Monaten ihres Geschäftsjahres den Umsatz gegenüber dem Vorjahreszeitraum von 3,21 Millionen auf 7,87 Millionen Euro verbessert. Wie das Unternehmen am Donnerstag in Erlangen mitteilte, lag der Verlust vor Steuern und Zinsen (EBIT) bei 3,46 Millionen Euro. In den Daten für das dritte Quartal sind den Angaben zufolge bereits die Zahlen der übernommenen NWL Laser Technologie GmbH enthalten. ++ kan/hwa

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Forscher der Fraunhofer-Gesellschaft vermessen Rohre mit Laser-Licht

(Meldung vom 5.6.2000)



Ein Lichtblitz und das Rohr ist vermessen. Mit Beugungsmustern messen die Forscher vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) den Durchmesser von rotierenden Rohren und wackelnden Stäben. Sie nutzen dabei die Eigenschaft von Licht, an Kanten Beugungsmuster zu erzeugen. Dazu benötigen sie eine kohärente Lichtquelle, die nur eine einzige Wellenlänge aussendet.

Die Entwickler des neuen Stystems, Matthias Recknagel und Markus Hüttel vom IPA, verwenden Diodenlaser als kohärente Lichtquelle. Gegenüber lesen sie das an der Kante entstehende Muster mit einer Zeilenkamera, die anstatt eines zweidimensionalen Bildes nur eine einzige Zeile abtastet. Diese Instrumente reichen aus, um auch den wackligsten Kandidaten genau zu vermessen.

Das Mess-System hat den Entwicklern zufolge mehrere Vorteile. Es verwendet keine bewegten Teile, ist also selbst unempfindlich gegen Stöße. Eine kurze Belichtungszeit reicht aus, um in einem einzigen Anlauf beispielsweise den Durchmesser zu bestimmen. Es ist nicht mehr wie früher nötig, mehrere Messungen zu machen und den Mittelwert daraus zu ziehen. Auch ovale Rohre vermisst das System zuverlässig und macht sogar Angaben zur Ovalität.

[Quelle: Cornelia Pretzer]

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Ultrapräzise schneiden mit Femtolasern

(Meldung vom 14.4.2000)



Sogenannte Femtolaser schneiden mit ultrakurzen Lichtpulsen ohne zu beschädigen oder zu erhitzen. Das konnten Wissenschaftler des Laser Zentrums Hannover (LZH) erstmals zeigen: Sie können Metalle, Glas und organische Stoffe immer wieder gleich und präzise mit einem Femtolaser zerteilen. Ein Lichtpuls des Femtolasers dauert gerade den tausendsten Teil einer billionstel Sekunde.

Kleinste, präzise gearbeitete Werkstücke aus exotischen Stoffen werden immer wichtiger. In der Mikro- und Nanotechnik braucht man oft einen genauen Zuschnitt empfindlicher Stoffe. Daran scheitern konventionelle Schneidemethoden in der Regel. So zerstört etwa ein herkömmlicher Laser ein Werkstück leicht durch zu große Hitze. Der Femtolaser bietet aber die Möglichkeit genau und unter wenig Beanspruchung für das Material zu schneiden.

Auch Medizintechniker können den neuen Laser gebrauchen, etwa beim Schneiden von Gefäßwandstützen aus organischen Polymeren. Diese sogenannten "Stents" sollen sich nach einer gewissen Zeit auflösen. Wenn beim Zuschnitt allerdings die Kanten eines Stents nicht präzise bearbeitet werden, kommt es schnell zu Komplikationen.

[Quelle: Cornelia Pretzer und idw]

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Optische Pinzette: Laserlicht fängt einzelne Atome

(Meldung vom 24.3.2000)



GARCHING - Einem deutschen Forscherteam ist es erstmals gelungen, einzelne ungeladene Gas-Atome wie mit einer Pinzette festzuhalten und über mehrere Millisekunden lang zu beobachten. Die "Pinzette" besteht dabei aus schwachem Laserlicht, das zwischen zwei Spiegeln eine stehende Welle aufbaut - in einem der Schwingungsbäuche fängt sich das Atom und "ruht" für eine kurze Zeit.

Wenn man es anders betrachtet, nämlich das Licht als Strahl einzelner Teilchen sieht, geht ein solches Laser-Photon mit dem Gas-Atom einen gebundenen Zustand ein: Das erste beobachtete Molekül, das aus Atom und Photon besteht. Dieser Forschungserfolg verspricht neue Antworten in der Grundlagenforschung zur Wechselwirkung von Licht und Materie, sowie praktische Anwendungen auf dem Gebiet der Quantencomputer.

Elektrisch geladene Atome, oder Ionen,"in der Luft" festzuhalten, ist gängige physikalische Praxis: Dank ihrer Ladung lassen sie sich in elektromagnetischen Feldern gezielt manipulieren. Bei Atomen ohne Ladung jedoch können die Felder nicht angreifen.

So entwickelte die Arbeitsgruppe am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching einen so genannten "atomaren Springbrunnen" und einen speziellen "Resonator" für das Laserlicht. In dem "Springbrunnen" werden die Gas-Atome auf eine Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt (-273,15°C) gekühlt und senkrecht in die Höhe geworfen. Am höchsten Punkt ihrer Flugbahn, wo sie die Flugrichtung ändern und für kurze Zeit quasi still in der Luft liegen, befindet sich der Resonator aus zwei hochreflektierenden Spiegeln, zwischen denen ein sehr schwacher Laserstrahl oszilliert - ein Laserstrahl, der nur aus einem einzelnen Photon besteht. Nach Ankunft des Atoms wird die Laserleistung plötzlich hochgeschaltet, um das Atom sicher einzufangen. Das Atom absorbiert ein Photon und gerät so in einen angeregten Zustand, wenn aber der Abstand der beiden Spiegel sehr klein ist, strahlt es die aufgenommene Energie auch wieder in den Resonator ab. So kommt es zu einem periodischen Austausch von Energie zwischen dem Atom und dem Lichtfeld. Der gebundene Zustand, das Atom-Photon-Molekül, zerfällt erst dann, wenn das Lichtquant von einem der beiden Spiegel nicht mehr reflektiert wird.

Lange war unklar, ob dieses exotische Molekül überhaupt existieren kann. Seine Bindungsenergie ist so klein, daß bereits ein Temperaturanstieg um ein Tausendstel Grad das System zerstören kann.

Das Team des Max-Planck-Instituts, Pepijn Pinkse, Thomas Fischer, Peter Maunz und Gerhard Rempe, berichtet seinen Forschungserfolg in der Fachzeitschrift Nature. Ähnliche Ergebnisse gelangen zeitgleich nur einem Team des California Institute of Technology. Mit Hilfe ihres Systems will das Team eine so genannte Photonen-Pistole realisieren, mit der sich einzelne Lichtquanten zu bestimmten Zeiten in gezielte Richtungen aussenden lassen. Eine solche neuartige Lichtquelle wäre besonders für die Informationsübertragung in zwischen künftigen Quantencomputern interessant.

[Quelle: Dörte Saße, MPG]

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Schmerzlose Zahnbehandlung: Laser statt Bohrer

(Meldung vom 7.3.2000)



Bereits im nächsten Jahr soll ein Laser-Verfahren auf den Markt kommen, dass den herkömmlichen Bohrer in der Zahnarztpraxis ersetzt. Englische und deutsche Forscher haben eine schmerzfreie Behandlung entwickelt, die Karies in weniger als fünf Minuten bekämpfen kann.

Im Gegensatz zur konventionellen Bohrerbehandlung, die großflächig das kariöse Material vom Zahn entfernt, wandelt der Laser das beschädigte Zahnmaterial in beißfeste Zahnsubstanz um. Der so genannte "Erbiumlaser" legt nur einen kleinen Kanal frei, der direkt in die mikrofein durchlöcherte Kariesregion führt. In diesen Kanal wird nun eine fotoaktive Flüssigkeit eingefüllt, die leicht in die feinen, von den Kariesbakterien erzeugten Löcher eindringt und sich gut verteilt. Danach wird diese Flüssigkeit mit Laserlicht bestrahlt, die so aktivierte Substanz tötet die Bakterien ab. Anschließend werden die Löcher im Zahnmaterial mit einem Polymer gefüllt. Zum Schluss wird die Kunststofffüllung durch Belichten gehärtet.

Die Markteinführung der neuen Laserbehandlung durch die Jenaer Asclepion-Meditec ist für 2001 geplant. Der Preis für dieses Verfahren steht noch nicht fest.

[Quelle: Eva Manhardt, AP]

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Elektronenlaser am DESY erzeugt erstmals Strahlung um 100 Nanometer

(Meldung vom 28.2.2000)



Letzte Woche gelang es Wissenschaftlern am Forschungszentrum DESY erstmals, mit einem Freie-Elektronen-Laser (FEL) ultraviolette Strahlung um 110 Nanometer zu erzeugen. Dies ist die bisher kürzeste Wellenlänge, die mit einem FEL erzeugt wurde und zeigt, dass das neuartige Funktionsprinzip, auf dem der FEL bei DESY beruht, funktioniert. Die Erzeugung dieser Wellenlänge ist ein grosser Schritt in Richtung Röntgenlaser. Ein Laser, der bei diesen und noch kürzeren Wellenlängen arbeitet, erlaubt den Forschern nicht nur tiefere Einblicke in lebende Zellen, Moleküle und Werkstoffe, sondern es lassen sich aufgrund der kurzen Wellenlängen – ein Nanometer entspricht dem millionsten Teil eines Millimeters - kontrastreiche Abbildungen von atomaren Strukturen herstellen.

Laser liefern Strahlung nahezu aller Farben bzw. Wellenlängen. Der Bereich reicht dabei von der infraroten über die sichtbare bis hin zur ultravioletten Strahlung um 150 Nanometer.

Laser, die Strahlung mit einer Wellenlänge kleiner als 150 Nanometern erzeugten, existierten bisher nicht, da es für diesen Spektralbereich keine Spiegel gibt, die i. a. zur Verstärkung der Strahlung in einem Laser eingesetzt werden.

Der aus einem Teilchen-Beschleuniger austretende hochenergetische Teilchenstrahl wird durch eine Anordnung von Magneten auf einen Slalomkurs gebracht und zur Aussendung von laserartig gebündelter Strahlung veranlasst. Das neuartige FEL-Prinzip kommt dabei ganz ohne Spiegel aus, um Strahlung möglichst kurzer Wellenlängen zu erzeugen. Nachdem mit einem Laser dieser Art in den USA bereits Licht im infraroten und vor einigen Monaten im sichtbaren Bereich erzeugt wurde, schafften die DESY-Forscher nun den Durchbruch mit 110 Nanometern.

Im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit, bei der sich 38 Institute aus neun Ländern beteiligen, entstand auf dem DESY-Gelände der 300 Meter lange Freie-Elektronen-Laser, der bei Wellenlängen bis zu 6 Nanometern funktionieren und ab 2003 der Forschung zur Verfügung stehen soll. Bis dahin wird die jetzt beobachtete Strahlung untersucht und der FEL-Aufbau weiter optimiert werden. Der FEL dient als Pilotanlage für DESYs ambitioniertes Zukunftsprojekt TESLA. Vom 1. Juni bis zum 31. Oktober 2000 wird DESY dieses Projekt im Rahmen der EXPO2000 der Öffentlichkeit vorstellen.

Mehr über DESY erfahren Sie hier.

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Licht spaltet Materie

(Meldung vom 3.2.2000)



Erstmals ist es Wissenschaftlern gelungen, mit Hilfe von Laserlicht Atomkerne zu "knacken". Bisher waren riesige Teilchenbechleuniger notwendig, um Uranium zu spalten oder Neutronen aus dem Kern von Goldatomen herauszuschlagen. Doch jetzt präsentieren zwei Forschergruppen aus Großbritannien und den USA ihre erfolgreiche "Nuklearphysik mit dem Hochleistungslaser" in der Februarausgabe der Physical Review Letters.

Bereits vor einem Jahrzehnt hatten Physiker vorhergesagt, dass die erforderliche Kernspaltungsenergie nicht nur durch ein Bombardement von Neutronen im Teilchenbeschleuniger zu erreichen ist – auch Laser-Photonen könnten theoretisch genug Energie transportieren, um Uran oder andere schwere Elemente zum Zerfall in kleinere, stabilere Atome zu animieren. Erst heute jedoch sind Laser stark genug für die Atomspaltung. Das Team der University of Glasgow nutzte den so genannten VULCAN 50-Terawatt-Laser, die US-Gruppe am staatlichen Lawrence Livermore National Laboratory setzte den zwanzig mal stärkeren NOVA Petawatt-Laser ein. In beiden Experimenten löste ein relativ schwacher Photonenpuls Elektronen aus einem kleinen Stück Tantal oder Gold und erzeugte so ein Elektronenplasma direkt über der Metalloberfläche. Dort "schlug" schließlich ein zweiter, wesentlich stärkerer Photonenstrahl aus dem Laser ein: "Die Elektronen absorbieren eine enorme Energiemenge aus diesem Licht-Puls", erklärt der Physiker Kenneth Ledingham vom britischen Team. Diese hochenergetischen Elektronen fallen zurück ins Metall, treffen auf dessen Atomkerne und geben ihre Energie in mächtigen Gammastrahlen wieder ab – diese wiederum treffen auf ein nahes Uran-Ziel und regen dessen Atome zum Zerfall an.

[Quelle: Dörte Saße und InScight]