Samstag, 18.11.2017
StartseiteKalenderblattPatent auf ersten funktionstüchtigen Laser14.11.2017

Vor 50 JahrenPatent auf ersten funktionstüchtigen Laser

Ob in der Informationstechnologie, der Unterhaltungselektronik oder der Medizin – Laser finden sich heute überall. Das Patent dafür wurde am 14. November 1967 erteilt, und zwar an den US-Physiker Theodore Maiman.

Von Frank Grotelüschen

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Theodore Maiman zündet sich an seinem Laserapparat eine Zigarette an. (imago stock&people)
Theodor Maimans Erfindung in Aktion: Der Laserstrahl (imago stock&people)
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Lebendiger Laser

"Manche Wissenschaftler meinten damals, es sei grundsätzlich nicht möglich, einen Laser zu bauen. Später waren Laser eine Selbstverständlichkeit. Doch das war damals nicht klar."

Ende der 1950er Jahre war die Fachwelt gespalten. Zwar hatte schon 1917 niemand anderes als Albert Einstein postuliert, es müsse möglich sein, Licht auf erstaunliche Weise zu bündeln. Und 1953 war es US-Forschern gelungen, Mikrowellen zu feinen Strahlen zu formen. Doch ob das auch mit Licht funktioniert, war umstritten. Einer, der  fest daran glaubte, war Theodore Maiman, Physiker der Hughes- Forschungslabors in Kalifornien – und lieferte sich mit anderen Forschern einen regelrechten Wettlauf.

"Es gab gehörigen Druck von meinem Arbeitgeber. Denn jeden Tag kamen uns Gerüchte zu Ohren, jemand anderes hätte bereits einen Laser gebaut oder sei ganz dicht davor."

Ein Rubin und zwei Spiegel

Maiman versuchte es mit einem Material, das andere Experten für aussichtslos hielten – den Edelstein Rubin. Der Physiker nahm einen kleinen Rubinstab und versah die beiden Enden mit winzigen, qualitativ hochwertigen Spiegeln.

 "Man muss den Rubin dann anregen, um angeregte Moleküle zu haben. Und dies hat man gemacht mit einer Blitzlampe, ähnlich der wie sie in Fotoapparaten bei den Blitzgeräten verwendet wird", beschreibt der Laserphysiker Dirk Basting. Die Blitzlampe versetzt einen Teil der Rubinmoleküle in Schwingungen. Daraufhin senden manche von ihnen Lichtteilchen aus, Photonen genannt. Das Entscheidende: Diese Photonen können andere Rubinmoleküle ebenfalls dazu motivieren, Lichtteilchen auszustrahlen.

 "Dann wird ein Lawineneffekt ausgelöst. Dass nämlich ein Photon auf so ein Molekül trifft. Das sendet seinerseits wieder ein Photon aus. Das sind schon zwei. Das trifft auf wieder eines, dann sind´s vier. Und schon haben Sie eine sich aufschaukelnde Lawine von Lichtphotonen. Und damit haben wir den Laserstrahl eigentlich schon – ein Strahl, der sehr schön gebündelt ist, sehr intensiv ist-  im Prinzip eben ganz einfach." 

Eine Wunderlampe, rote Lichtblitze

Im Juli 1960 präsentierte der damals 32-jährige Maiman seine Erfindung der Öffentlichkeit – eine Wunderlampe, die gebündelte rote Lichtblitze ausspuckt. Der Laser war geboren, Laser steht für Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, auf Deutsch: Lichtverstärkung durch stimulierte Aussendung von Strahlung. Am 14. November 1967 erhielt Maiman nach einigen Rechtstreitigkeiten das Patent auf seine Erfindung.

"Ich habe nur Dinge verwendet, die es bereits gab. Ich habe die Rubinstäbe für meine Experimente einfach im Katalog bestellt, genau wie die Blitzlampe. Der Rest war reines Handwerk."

Eine Lösung, die ihr Problem sucht

Die Öffentlichkeit zeigte sich beeindruckt, doch die Industrie hielt sich anfangs zurück. Sie wusste schlicht nicht, was sie mit der neuen Lichtquelle anfangen sollte.

"Eine Lösung, die ihr Problem sucht", soll Theodore Maiman über seine Erfindung gesagt haben.

 "Damals war die Leistung dieser Laser wahnsinnig klein. Sie waren hochkompliziert. Die hielten auch nicht lange, oder die Optiken gingen schnell kaputt", erinnert sich Wolfgang Ertmer, Physiker an der Universität Hannover.

 "Das war damals am Anfang ein klassisches Forschungsinstrument. Und man hat sicherlich in den ersten ein, zwei Jahren nicht diese Vision gehabt, wie wir sie heute in der Realität erleben, was man mit dem Laser alles machen kann."

Voraussetzung für Internet und Telefon

Heute ist der Laser nicht mehr wegzudenken. In den Werkhallen der Industrie schweißt und schneidet er Maschinenteile. Er schickt enorme Datenmengen durch Glasfasernetze – die Voraussetzung für Internet und Telefon. Und auch Mediziner schätzen ihn, etwa für Augen-OPs oder... 

 "Keine Schmerzempfindung?" "Mmhh, mmhh!"

... schmerzfreie Kariesbehandlungen. Und auch wenn manche Ideen wie das Laserfernsehen oder die Laserkanone zum Flop gerieten, halten Experten wie der Wissenschaftshistoriker Ernst Peter Fischer den Siegeszug des Lichtverstärkers noch lange nicht für beendet.

"Es gibt Prognosen von Leuten, die sagen, dass der Laser als Werkzeug erst am Anfang seiner Entwicklungsmöglichkeiten steht. Das glaube ich auf jeden Fall auch."

Und Laser-Pionier Theodore Maiman? Er starb 2007 als wohlhabender Mann. Auf der Basis seiner Erfindung hatte er erfolgreiche Firmen gegründet und so aus seinem Patent Kapital geschlagen.

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