Anwendungen und Entwicklungspotenzial

Abstract

Der militärische Einsatz von Hochenergie-Lasern in " Star-Wars " -Projekten hat früher teilweise zu einem negativen Bild der Lasertechnik geführt. Neben diesen futuristischen Vorhaben existiert jedoch eine ganze Palette friedlicher, zum Teil spektakulärer Laseran-wendungen. Darunter fallen zentimetergenaue Messungen der Kontinentaldrift und des Abstandes Erde-Mond. Halbleiterlaser und Glasfasern steigern unsere Kommunikations-möglichkeiten um viele Größenordnungen. Weitere Hauptanwendungsgebiete liegen in der Produktionstechnik sowie in medizinischen Diagnoseverfahren und Therapien. La-serstrahlen mit hoher Leistung werden zur Materialbearbeitung und für die Chirurgie eingesetzt. Die Holographie mit Laserlicht eröffnet neue Möglichkeiten zur dreidimensio-nalen Bilddarstellung, Mustererkennung und Bildverarbeitung. Diodenlaser sind in CD-und DVD-Speichern weit verbreitet. Derartige Anwendungen der Laser werden in die-sem Kapitel an einigen Beispielen dargestellt. Weiteres Anwendungspotential ist bei der Beschreibung der Lasertypen in Kap. 3 bis 11 skizziert. 23.1 Nachrichtenübertragung mit Glasfasern Eine dünne Glasfaser mit einem Durchmesser von einigen tausendstel Millimetern kann eine Lichtwelle, die von einem Laser als Sender erzeugt wird, über Entfernungen von eini-gen 100 km übertragen (Abb. 23.1). Mit Zwischenverstärkern sind Glasfaserverbindungen durch die Weltmeere zwischen den Kontinenten möglich. Das in die Glasfaser eingespeis-te Laserlicht wird an den Wänden total reflektiert, und es treten an den Oberflächen nur sehr geringe Verluste auf. Zur Minimierung der Pulsverbreiterung durch Laufzeitdifferen-zen werden Einmodefasern mit Kerndurchmessern im µm-Bereich verwendet. Als Sender dienen Laserdioden mit Wellenlängen um etwa 800, 1300 und 1550 nm. Eine Standard-Te-lekom-Faser hat einen 8 µm dicken Kern und einen Mantelaußendurchmesser von 125 µm. Darüber befindet sich noch ein Polymer-Coating. Zur optischen Nachrichtenübertragung wird die Information dem Sendelaser durch ei-ne geeignete Modulation aufgeprägt, und am Ende der Glasfaser wird dann das Lichtsignal 395 © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2015 H.