Laser - überall im Einsatz

Der Begriff Laser ist in aller Munde. Eine der bedeutendsten Erfindungen des 20. Jahrhunderts wird in der nächsten Woche besondere Beachtung finden, wenn die weltweite Photonik-Branche zwischen dem 18. und 22. Juni nach München zur „Laser 2001 - World of Photonics“ kommt.

Laser ist die Abkürzung für „light amplification by stimulated emission of radiation“. Physikalisch erzeugt der Laser ein kohärentes elektromagnetisches Feld, Schwingungen mit identischer Phasenlage und Frequenz. Laserstrahlen werden heute häufig mit speziellen Halbleitern, sogenannten Laserdioden, erzeugt. Wenn sehr hohe Energien erforderlich sind, kommen auch andere Techniken zum Zuge. So viel zu Theorie.

Laserlicht kann sichtbar oder im Infrarot (IR), bzw. Ultraviolett (UV) unsichtbar sein. Was uns bei einem (sichtbaren) Laserstrahl sofort auffällt, ist seine starke Bündelung. Dies bedeutet nichts anderes, als dass hier auf einer sehr geringen Fläche eine hohe Energie konzentriert werden kann.

Und genau das macht sich bei einer Vielzahl von Anwendungen zunutze. Bekannt sind Laserdrucker, Laserscanner und Kopierer. Auch geläufig sind sogenannte Pointer, die bei Präsentationen dazu benutzt werden, auf bestimmte Details hinzudeuten. Viele Haushaltsgeräte werden mit (unsichtbaren) Laserstrahlen ferngesteuert. In der Waffentechnik werden Laser u.a. zum Zielen oder Leiten von Raketen benutzt. Die Holographie ist ohne Lasertechnik kaum denkbar. Die Verschiebung von Erdplatten lässt sich mit Hilfe von Laserstrahlen messen. Damit kann man Erdbeben vorhersagen. Mit sehr starken Lasern wird Stahl, Stein und dergleichen geschnitten, gebohrt, markiert oder beschriftet. Auch zur Bearbeitung von Oberflächen wird die Technik eingesetzt. In der Halbleiterproduktion werden mit Hilfe von Laserstrahlen feinste Strukturen erzeugt. Auch in der Medizin finden Laser mannigfachen Einsatz.

Eine der neueren Einsatzgebiete ist die Kommunikationstechnik. Hier werden die zu übertragenden Informationen in Lichtimpulse umgesetzt, die dann per Glasfaser über Tausende von Kilometern transportiert werden. Dabei erreicht man heute schon Geschwindigkeiten von 40 Gigabit pro Sekunde. Ein Gigabit ist eine „1“ mit 9 Nullen. Damit nicht genug. Schon 1999 hat Lucent experimentell nachgewiesen, dass man bis zu 1.000 Datenkanäle in die entsprechende Anzahl von Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge („Farbe“) kodieren und gleichzeitig über eine Glasfaser übertragen kann. Man hält es sogar für möglich, bis zu 10.000 Kanäle in einer Glasfaser unterzubringen. Heute sind im praktischen Einsatz dieses DWDM- Verfahrens (dense wave division multiplexing) ohne weiteres 32 bis 64 Kanäle möglich.

Der Datenverkehr auf den internationalen Netzen übertrifft bereits den Sprachverkehr. Er soll jedes Jahr um weitere rund 40% zunehmen, wobei einige Beobachter auch eine alljährliche Verdopplung annehmen. Weltweit wurden im vergangenen Jahr im Internet etwa 1000 Gigabit je Sekunde übertragen. Das sind etwa 100 Milliarden Zeichen. Alleine für die USA wird im Jahre 2005 eine Volumen von mehr als 250 TBit/s vorhergesagt. Das alles ist nur mit optischen Netzen möglich.

Wer beschäftigt sich am Neuen Markt vorrangig mit der Lasertechnik? Adva und Pandatel bauen DWDM-Geräte zur Steuerung der Datenströme in Kommunikationsnetzen. baut Laser-Komponenten, die in der Kommunikationstechnik und Chip-Produktion, aber auch in vielen anderen Bereichen eingesetzt werden. LPKF baut auf der Lasertechnik basierende Geräte, die z.B. in der Produktion von Leiterplatten eingesetzt werden. konzentriert sich auf die medizinische Nutzung der Lasertechnik. Die Übersicht ist bei weitem nicht vollständig, spiegelt aber schon die ganze Breite der Möglichkeiten dieser Technik wider.

Ist Ihnen bewusst, dass auch dieser Artikel mit Hilfe von Laserstrahlen zu Ihnen kommt?