Ausgewählte Meilensteine

Was hat die Laserentwicklung vorangetrieben? Aus welchen Ideen wuchsen die großen Anwendungen in der Materialbearbeitung? Die Antworten des Physikers Mario Bertolotti und des Fachjournalisten David Belforte.

Uhrfeder
Uhrfeder

1961: Q-Switch

Die Q-Switch genannte Güteschaltung ermöglicht Pulse im Nanosekundenbereich mit sehr hoher Leistung: Die Voraussetzung für erste Anwendungen, wie das Punktschweißen von Uhrfedern.

1961: Nichtlineare Optik

Das neue Licht verwandelte die nichtlineare Optik von einem akademischen Theoriegebäude in eine praktische Theorie. Sie ermöglichte es, aus der Elektronik bekannte Techniken auf den Laser zu übertragen.

Halbleiter
Halbleiterlaser

1962: Halbleiterlaser

Bereits 1955 wurden Halbleiterlaser diskutiert und 1962 das erste Licht erzeugt. In den 1980er Jahren revolutionierten sie die Telekommunikation. Zugleich halfen sie existierende Lasergeräte zu verkleinern und ermöglichten ganz neue Applikationen.

Modenkopplung
Modenkopplung

1963: Modenkopplung

Die Modenkopplung erzeugt regelmäßige Impulsreihen mit konstanter Intensität und hoher Stabilität. Sie ist Basis für Kommunikationsanwendung und für Femtosekundenlaser.

CO2-Laser
CO2-Laser

1964: CO2-Laser

Mit dieser Laserklasse ziehen die Hochleistungslaser in die Materialbearbeitung ein. Sie liefern auch im Dauerstrichbetrieb hohe Leistungen mit vertretbarer Energieeffizienz.

Beschrifteter Apfel

Um 1965: Lasermarkieren

Die Idee, Metalle und andere Materialien mit Laser zu gravieren, kam bereits früh auf. Jedoch dauerte es fast zehn Jahre, bis es industrietaugliche, einfach bedienbare Systeme gab.

Farbstofflaser
Farbstofflaser

1966: Farbstofflaser

Ab jetzt lässt sich die Wellenlänge von Laserlicht entlang der breiten Emissionsspektren fluoreszierender Farbstoffe einstellen: Diese Laser werden Ausgangspunkt für Laserspektroskopie und einige Femtosekundenlaser.

Bremsscheibe
Bremsscheibe

1967: Blechschneiden

Mit der ersten funktionierenden Schneidgasdüse beginnt der Aufstieg des Laserschneidens, das Wachstum des Job-Shop-Marktes und die Entwicklung industrietauglicher, leicht bedienbarer Lasermaschinen.

1968: Pulskompression

Das Verfahren komprimiert die Pulsdauer auf Femtosekunden. So lassen sich bei gleichem Energieeinsatz Pulse mit deutlich höherer Lichtintensität erzeugen.

Solarzelle

1971: Mikrolochbohrung

Ein Elektronikunternehmen verbindet zum ersten Mal zwei elektrisch leitende Schichten eines Mehrebenensubstrats mit winzigen, leitenden Löchern. Heute spielt dieses Verfahren eine wichtige Rolle bei der Herstellung hocheffizienter Solarzellen.

Turbinenschaufel
Turbinenschaufel

um 1971: Bohren von Turbinenschaufeln

Die Arbeit an immer schnelleren Düsenflugzeugen führte zu einer neuen Kühltechnik für Turbinen: Schaufeln mit lasergebohrten Kühlkanälen. Daraus entwickelten sich mehrachsige Präzisionspositionierungssysteme und computergesteuerte Strahlfokussierung.

1971: Schaltkreisanpassung

Um 1971 begann Motorola aufgedampfte Schaltungen zu justieren, indem ein Laserstrahl Leiterbahnen wieder abträgt. Aus dieser Idee entstand eine der frühesten industriellen Applikationen, die sehr breite Anwendung fand.

Herzschrittmacher
Herzschrittmacher

um 1973: hermetisches Kapseln

Der Bedarf an gekapselten Elektronikkomponenten bringt Festkörperlaser als Schweißwerkzeug ins Spiel. Die große Zahl an Applikationen spielte eine wichtige Rolle für die Verbreitung der Lasertechnik.

Autotür
Autotür

1982: Schweißen von Tailored Blanks

Die „maßgeschneiderten Bleche” tragen erheblich zur Fertigung leichterer und sparsamerer Fahrzeuge bei. Heute sind weltweit mehr als 400 automatische Laserschweißgeräte für Blanks im Einsatz, und diese Zahl steigt weiter an.

1982: Ti-Saphir-Laser

Der in der Wellenlänge verstellbare Ti-Saphir-Laser erzeugt Pulse im Femto- und Pikosekundenbereich. Mit ihm zieht der Femtosekundenlaser als Forschungsinstrument in viele Labors ein.

ca. 94 µm kleine Figur
ca. 94 µm kleine Figur

1987: Generative Verfahren

Am Anfang stand die Idee eines kalifornischen Unternehmens, mit Lasern in einem lichtempfindlichen Polymer dreidimensionale Strukturen zu erzeugen. Hieraus gingen später Verfahren wie Rapid Prototyping, Laserauftragschweißen oder die Mikrostereolithographie hervor.

1988: Pumpen mit Diodenlaser

Der „Nur-Festköperlaser“ gewinnt maßgeblich an Effizienz und Leistung und zieht in Schweiß-, Bohr-, Markier- und zunehmend auch Schneidapplikationen ein.

Stent
Stent

1992: Stent-Schneiden

Die Medizintechnik ist ein schönes Beispiel dafür, wie der Laser eine Branche revolutioniert: Als die weltweite Nachfrage nach Stents rapide anstieg, wurde der Laser bei deren Herstellung erste Wahl.

2000 - 2009: Teraherzlaser, Nanopartikelerzeugung und …

Die Lasertechnologie bringt heute mehr neue Ideen her denn je hervor. Doch was davon ein Meilenstein sein wird, muss sich noch zeigen.

Meilensteine