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Geschichte

Einstein

Die Realitivitätstheorie legte den Grundstein für die Entwicklung von Laser.

Quantenmechanik

Heisenberg
Die Quantenmechanik schaffte die GRundvoraussetzungen für die technische Entwicklung-
Laser

Shawlow
1958 wurden in Bell Laboratories die ersten Laser getestet- von in 1954, durch Charles Townes und Arthur Schawlow erfundenen Masers.

Ein Laser ist grob gesagt ein "Energieumwandler für elektromagnetische Schwingungen im Bereich der Lichtwellen". Ein Laser strahlt Licht aus.

In Grundzügen kann man die Funktionsweise eines Lasers mit der einer Glühlampe vergleichen:
Dem Glühfaden der Glühlampe wird elektrische Energie zugeführt. Die Metallatome des Glühfadens laden sich mit dieser Energie auf, d.h. sie treten in einen höheren Energiezustand und geben diese Energie in Form von Lichtteilchen (sogenannten Quanten oder Photonen) wieder ab. Danach kehren sie in ihren energieärmeren Zustand zurück.
Jedes Atom sendet bei dieser Energieänderung seine Photonen unabhängig von den anderen Atomen aus. Ergebnis: Es entstehen Lichtwellen mit ganz unterschiedlichen Wellenlängen (Frequenzen). Diese Frequenzen nehmen das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichtes ein. Das Gemisch aller Farben im Bereich des sichtbaren Lichtes empfindet unser Auge als weiß. Die Glühlampe erzeugt durch die Energiezufuhr Lichtwellen, die sich nach allen Seiten ausbreiten, ganz im Gegensatz zum Laser.
Der erste Unterschied zwischen Glühlampe und Laser besteht darin, daß der Laser ein (nahezu) paralleles Lichtbündel erzeugt (d.h. alle Lichtstrahlen werden in die gleiche Richtung ausgesendet), das nur aus einer einzigen Farbe besteht (es ist "monochromatisch"). Die Wellenlänge dieses vom Laser ausgesandten Lichtbündels variiert von infrarot bis ultraviolett. Die einzelnen Wellen dieses parallelen Lichtbündels schwingen zusammenhängend (sie sind "kohärent"). Die Intensität der Strahlung ist zudem viel höher als bei normalem Mischlicht.

Excimer

In IBM research laboratories in 1982, haben Dr. Rangaswamy Srinivasin, James Wynne, und Samuel Blum, entdeckt die Abtragungsfähigkeit des von ihnen erfundend Excimer (EXcited dIMER Laser).

In New Mexico (USA) gibt es seit 1982 ein Testgelände für eine Laserkanone mit 2,2 Millionen Watt Leistung.
Ein bekanntes Beispiel für den Einsatz des Lasers als Waffe ist das 1983 vom US-Präsidenten Ronald Reagan gestartete Programm zur Errichtung eines "Schutzschildes im Weltraum". Bekannt wurde dieses Projekt als "Strategic Defense Initiative" (SDI).

Für den Einsatz als Abwehrwaffe gab es 1987 vier Laserarten, die dafür geeignet schienen. Diese Laser waren in der Lage, während der Antriebsphase einer Rakete (vom Abschuß der Rakete bis zum Lösen der Flugkörper von der Antriebsrakete) diese durch einen Laserschuß zu zerstören.

Einer dieser vier Laser war der "chemische Laser". Er erreicht seine Strahlung durch die Reaktion zweier Gase (z.B. Wasserstoff & Fluor). Er ist ein Dauerstrichlaser mit einer Leistung von mehr als einem Megawatt (103 Kilowatt). Um diesen Laser als Abwehrwaffe gegen Raketen einsetzen zu können, wäre allerdings mindestens die 20-fache Leistung erforderlich.
Der zweite Laser war der sogenannte "Excimer-Laser", der Licht erzeugt, das in rasch aufeinanderfolgenden Impulsen ausgesendet wurde. Einer der stärksten Laser dieser Art war der Krypton-Flourid-Laser. Doch auch er war als Abwehrwaffe untauglich, da er statt einer mehrere Millisekunden dauernden Aussendung von mindestens 100 Megajoule nur etwa 1 Mikrosekunde lang 10 Kilojoule erzeugen konnte.
Als nächstes überlegte man, ob der "Freie-Elektronen-Laser" als Raketenabwehr geeignet wäre.
Der "Freie-Elektronen-Laser" funktionierte nach folgendem Prinzip:
Ein Elektronenstrahl wird durch ein magnetisches Wechselfeld (die Pole werden andauernd "vertauscht") gelenkt. Durch die ständigen Magnetfeldänderungen werden die bewegten Elektronen in Schwingungen versetzt. Dadurch wird elektromagnetische Strahlung ausgesendet. Die Strahlung konnte man beim "Freie-Elektronen-Laser" durch Variation der Magnetfeldänderung auf jede beliebige Wellenlänge einstellen.
Auch dieser Laser war als Abwehrwaffe nicht zu gebrauchen, da er bei einer vorausgesetzten Wellenlänge von einem Mikrometer eine Mindestleistung von ca. 1 Gigawatt (1 Million Kilowatt) hätte bringen müssen. Die Wellenlänge von einem Mikrometer war unbedingt notwendig, da es in diesem Bereich keine atmosphärische Absorption gegeben hätte. Das wiederum war wichtig, da die Laserkanone ja durch die Atmosphäre geschossen hätte.
Bei einer Wellenlänge von einem Mikrometer lag die Spitzenleistung jedoch bei nur 1000 Kilowatt. Also war somit auch der "Freie-Elektronen-Laser" ungeeignet..