Aufbau eines Lasersufbau e es ase s

1.  Lichtquelle bzw. Verstärker           Laseraktives Material 

2.  Positive Rückkopplung                  Resonator

3 Energiezufuhr Pumpen“ (z B Blitzlampe)3.  Energiezufuhr                                  „Pumpen        (z.B. Blitzlampe)  

LLaser

Laseraktives MaterialSpiegel 1 Spiegel 2Laseraktives Material Spiegel 1 Spiegel 2(teildurchlässig)

3

12

1,2,3: spontane Emission

1

Erster Laserste ase

T.H. Maiman: Rubin-Laser, 7. Juli 1960 (New York Times), Nature 187, 493 (1960)

T.H. Maiman Technische Ausführung des ersten Rubinlasers

f

LaserstrahlLaserstrahl

d

Brennpunkt

d

Nichtlineare Optikc t ea e Opt

Elektrischer Durchbruche t sc e u c b uc

Funken in Luft

Linse

Physik-Nobelpreiseys obe p e se

1964  N. Bassow (Sowjetunion),  A. Prochorow (Sowjetunion), Charles Townes (USA),  ( j ), ( j ), ( ),Laser, Maser

1981  N. Bloembergen (USA), A. L. Schawlow (USA)Beitrag zur Entwicklung der Laserspektroskopie

1997  Steven Chu (USA,), Claude Cohen‐Tannoudji (Frankreich),  W. D. Phillips (USA)Entwicklung von Methoden zum Kühlen und Einfangen von Atomen mit Laser‐Licht

2000  Z. I. Alferov (Rußland), Herbert Kroemer (Deutschland/USA)Entwicklung von Halbleiterheterostrukturen für Hochgeschwindigkeits‐ undOptoelektronik

2001 E. A. Cornell (USA) , W. Ketterle (Deutschland), C.l E. Wieman (USA)E d B Ei i K d i i dü G Alk liErzeugung der Bose‐Einstein‐Kondensation in verdünnten Gasen aus Alkaliatomen,und für frühe grundsätzliche Studien über die Eigenschaften der Kondensate

2005  R. J. Glauber (USA)Beitrag zur quantenmechanischen Theorie der optischen KohärenzBeitrag zur quantenmechanischen Theorie der optischen KohärenzJohn L. Hall (USA),  T. W. Hänsch (Deutschland)Beiträge zur Entwicklung der auf Laser gegründeten Präzisionsspektroskopie,einschließlich der optischen Frequenzkammtechnikeinschließlich der optischen Frequenzkammtechnik

F tkö (Gl ) L lFestkörper (Glas) Laseranlage

Kosten: ca. $3.5 Billionen.

Targeta getA laser hohlraum target, shown here, is a few‐millimeter sized cylinder that contains the fuel 

l L b h i fcapsule. Laser beams are shown entering from  the ends. Where the beams strike the hohlraum'swall their energy is a re‐radiated in the form of x‐rays (appearing as orange dots). The fuel forrays (appearing as orange dots). The fuel for inertial confinement fusion is contained in a small fuel capsule with a diameter of about a millimeter (approximately 0.5 mm for current experiments, 2 

f i i ifi i i i d imm for next‐generation scientific ignition designs and ultimately 5 mm for full scale energy or defense applications).Fuel capsules are illuminated directly by laser p y y

beams or indirectly by laser or ion beams, and can be compressed or heated by either type of beams. The fuel capsule absorbs the beams 

til th t f ienergy until the outer surface vaporizes explosively. The exploding material, firing like a rocket away from the deuterium‐tritium fuel, compresses the D‐T to 20 times the density of p ylead and 50 million degrees until it ignites in a fusion reaction.Credit: Lawrence Livermore National Laboratory

ELIELI would be the first infrastructure dedicated to the fundamental study of laser‐matter interaction in a new and unsurpassed regime of laser intensity: the ultra‐relativistic regime (IL>1023 W/cm²). At its centre would be an exawatt‐class laser  ~1000 times more powerful than either the Laser Mégajoulein France or the National Ignition Facility (NIF) in the US. In contrast to these projects, ELI would attain its extreme power from the shortness of its pulses (femtosecond and attosecond).

Kosten: ca. 200 Millionen €

W/cm

2 )

ELI

npun

kt (W

ELIUniversität Duisburg‐Essen

m Brenn

tensitä

t iInt

Nature  446, 16 (2007)

Metallfolie

Linse

Metallfolie

50 μm

ca. 1 μm100 μmμ

Gas (CO2) Laseranlage

Kosten: ca. 0.1 ‐1 Million

Kleine Laser: Halbleiter Lasere e ase : a b e te ase

++Größenvergleich

_Kosten: ca.  1,‐ €

Halbleiter-Lasera b e te ase

T i h B f i H lbl it LTypische Bauform eines Halbleiter-Lasers(Standard-Transistor-Gehäuse)