Lasergrundlagen - Fraunhofer ILT

Diese Rubrik erklärt die physikalischen und technischen Grundlagen der Lasertechnik. Sie bietet einen kompakten Überblick über die Eigenschaften von Laserlicht, wichtige Kenngrößen wie Wellenlänge, Leistung und Strahlqualität sowie zentrale Prinzipien wie Kohärenz, Strahlformung und stimulierte Emission. So schafft sie die Basis für das Verständnis laserbasierter Verfahren und Anwendungen.

Laser	Lichtquelle, die monochromatisches, kohärentes und gerichtetes Licht durch stimulierte Emission erzeugt.
Laserstrahlquelle	Gerät, das Laserstrahlung erzeugt und ausgibt.
Diodenlaser	Halbleiterbasierter Laser mit hoher Effizienz und kompakter Bauform.
Faserlaser	Laser mit dotierter Glasfaser als aktives Medium; hohe Strahlqualität.
Festkörperlaser	Laser mit festem aktivem Medium (z. B. Kristall oder Glas).
Ultrakurzpulslaser (UKP)	Laser mit Pulsen im Femto- oder Pikosekundenbereich; hoch präzise Materialbearbeitung ohne Wärmeschäden.
Wellenlänge	Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellenbergen des Lichts, angegeben in Nanometern (nm) oder Mikrometern (µm); bestimmt maßgeblich, wie ein Material die Laserstrahlung absorbiert, reflektiert oder transmittiert.
Strahlqualität (M²)	Maß für die Fokussierbarkeit eines Laserstrahls.
Strahlformung	Gezielte Veränderung des Strahlprofils für optimierte Prozessergebnisse.
Frequenzkonversion	Nichtlinearer optischer Prozess zur Änderung der Laserwellenlänge.
Kohärenz	Eigenschaft von Laserlicht mit konstanter Phasenlage und Wellenlänge.
cw-Laser (Dauerstrichlaser)	Laserstrahlquelle, die kontinuierlich und ohne Unterbrechung Strahlung emittiert – im Gegensatz zum gepulsten Laser; typische Anwendungen sind Schweißen, Schneiden und Oberflächenbehandlung bei konstant hoher Durchschnittsleistung.
Stimulierte Emission	Kernprinzip des Lasers: ein Photon regt ein angeregtes Atom zur Aussendung eines identischen Photons an.
Optischer Resonator	Anordnung von Spiegeln, die Laserlicht im aktiven Medium hin- und herreflektiert und so die Verstärkung ermöglicht.
Reflexion / Transmission	Reflexion: Anteil des Lichts, der an einer Oberfläche zurückgeworfen wird. Transmission: Anteil, der hindurchdringt. Beide Größen bestimmen die Materialeignung für Laserprozesse.
CO₂-Laser	Gaslaser mit einer Wellenlänge von 10,6 µm; weit verbreitet für Schneiden, Schweißen und Strukturieren von Metallen, Kunststoffen und Glas.
Nd:YAG-Laser	Festkörperlaser mit Neodym-dotiertem YAG-Kristall als aktivem Medium; Wellenlänge 1064 nm; eingesetzt in Industrie und Medizin.
Scheibenlaser	Festkörperlaser, bei dem das aktive Medium als dünne Scheibe ausgeführt ist; sehr hohe Effizienz und Strahlqualität bei hohen Leistungen.
Grüner Laser	Laser mit einer Wellenlänge von ca. 515–532 nm; besonders geeignet für die Bearbeitung von Kupfer, Gold und transparenten Materialien.
Wärmeeinflusszone (WEZ)	Bereich neben der Laserbearbeitungszone, der durch Wärmeleitung beeinflusst, aber nicht aufgeschmolzen wird; relevant für Materialqualität und Maßhaltigkeit.
Laserleistung	Die pro Zeiteinheit abgegebene Strahlungsenergie eines Lasers, angegeben in Watt (W) oder Kilowatt (kW); entscheidend für Prozessgeschwindigkeit und Eindringtiefe.
Laserklassen (Klasse 1–4)	Internationale Sicherheitseinstufung von Lasern nach ihrer Gefährdung für Augen und Haut; von Klasse 1 (sicher) bis Klasse 4 (hohes Gefährdungspotenzial).
Laserschutzstufen	Schutzmaßnahmen und Anforderungen an Laserschutzbrillen sowie Arbeitsplatzsicherheit gemäß den geltenden Normen (z. B. DIN EN 207).
Laserscanning	Berührungslose Erfassung von Oberflächen und Geometrien mittels abgelenktem Laserstrahl; eingesetzt in Messtechnik, Qualitätssicherung und Reverse Engineering.