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1.1. GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG DES LASERS 5
1 Einleitung
In diesem Kapitel wird ein kurzer tabellarischer Abriß der wichtigsten Ereignisse und Entdeckungen
gegeben, die zur Entwicklung des Lasers geführt haben. Im zweiten Teil befindet
sich eine kurze Auflistung der Lasertypen, die im weiteren Verlauf des Skripts ausführlich
beschrieben werden.
1.1 GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG DES LASERS
Anfang der 1960er Jahre wurde das Prinzip des Lasers unter Kategorie ’Invention without
application’ zum Patent angemeldet, was sicherlich neben der Behauptung von IBM, die Welt
habe einen Bedarf von höchstens fünf Computern zu den größten Fehleinschätzungen des
Jahrhunderts gehören dürfte.
1917 A. Einstein Prinzip der induzierten (stimulierten) Emission
1928 R. Ladenburg und H. Kopfermann Experimenteller Nachweis der
stimulierten Emission in Gasenetladungen
1951 V.A. Fabrikant (sowjetischer Physiker) elektromagnetische Strahlung
kann durch Besetzungsinversion in einem Medium verstärkt werden.
1951 Ch. Townes Diskussion praktischer Möglichkeiten dieser Verstärkung.
1953 Ch. Townes Erster MASER mit NH3 als Medium. Prinzip: Oszillation
zwischen den zwei möglichen Positionen des Stickstoff Atoms (N) im
Ammoniak Molekül. Dies gibt zwei Wellenfunktionen: Ψu und Ψo. Die Eigenzustände
sind Ψ1 = 1 √ 2 (Ψu + Ψo) und Ψ2 = 1
√ 2 (Ψu − Ψo) mit einem
kleinen Energieabstand ∆E, der einer Übergangsfrequenz ν = 24 GHz
oder ca. 10−4 eV oder λ = 1.25 cm entspricht. In einer thermischen Verteilung
sind beide Zustände vorhanden. Die Trennung erfolgt im inhomogenen
� E-Feld, das eine Gradientenkraft � F1,2 = ∂
∂z (E1,2) ˆz erzeugt. Durch
Rückkopplung entsteht ein Frequenzgenerator.
H
N
(N)
Abbildung 1.1: NH3 Molekül
H
H