RWTH-Professor Peter Loosen spricht über die Lasertechnologie

Heute gibt es Laser mit schwacher Leistung in jedem Baumarkt für wenig Geld zu kaufen, aus der Industrie sind Hochleistungslaser nicht mehr wegzudenken – vor nur ein paar Jahrzehnten undenkbar. Einer, der an der steten Weiterentwicklung der Lasertechnologie arbeitet, ist Professor Peter Loosen, Inhaber des Lehrstuhls für Technologie optischer Systeme am Aachener Fraunhofer Institut für Lasertechnik (ILT) und Dozent der gestrigen Kinderuni. Mit ihm sprach Rauke Xenia Bornefeld.

Herr Loosen, was ist ein Laser?

Peter Loosen: Ein Laser ist ein Gerät, das ein ganz besonderes Licht erzeugt. Licht umgibt uns normalerweise überall und jederzeit. Ein Laser ist hingegen gerichtet und einfarbig. Diese beiden Eigenschaften sind entscheidend für die Lasertechnik. Wir können einen Laserstrahl auf einen sehr kleinen Punkt bündeln. Das kann man auch mithilfe einer Lupe mit einem Sonnenstrahl machen. Aber durch die Parallelität des Laserstrahls können wir ihn auf einen so kleinen Punkt bündeln, wie es mit keinem anderen Lichtstrahl möglich ist. Da kommen wir tatsächlich an die naturgesetzlich gegebenen Grenzen heran. Wenn wir dazu einen leistungsstarken Laser nutzen, können wir eine enorme Leistungsdichte auf einem Mikrometer fokussieren. Damit lässt sich alles an Material verdampfen, das es gibt.

Wann wurde der Laser entwickelt?

Loosen: Albert Einstein hat die Basis für die Lasertechnik entwickelt. Er hat die spontane Emission von Lichtquellen entdeckt und daraus geschlossen, dass auch eine stimulierte Emission von Licht möglich sein müsste. In den 1960er Jahren entwickelte Kumar N. Patel auf dieser Theorie den ersten Laser. Heute sind die Anwendungsmöglichkeiten enorm vielfältig geworden.

Wo begegnen uns denn Laser im Alltag?

Loosen: Die Bauteile von Autos werden mit Lasern ausgeschnitten oder aneinander geschweißt. Ein noch recht neuer und enorm wachsender Bereich ist der 3D-Druck. Ohne Laser wäre diese Technologie nicht denkbar. Mit ihr können wir schnell Prototypen für die Fertigungstechnik herstellen. Noch viel mehr Anwendungsmöglichkeiten liegen aber in der Medizin: Per 3D-Druck können wir gut individuelle Implantate, also zum Beispiel Ersatzteile für verschlissene Knochen oder Gelenke, produzieren.

Die Operationstechnik gehört sicher auch zu einem wichtigen Einsatzgebiet, oder?

Loosen: Richtig. Man kann mit einem Laser natürlich nicht nur Bleche schneiden, sondern auch organisches Gewebe. Der Vorteil ist, dass sich ein Laser nicht abnutzt. Er ist also gewissermaßen ein immer scharfes Skalpell. Durch die Wärme des Lasers werden auch gleich die Schnittkanten wieder geschlossen. Es blutet nicht nach.

Ist diese Anwendung schon weit verbreitet?

Loosen: Ein bisschen. Deutlich häufiger wird die Lasertechnik in der Augenheilkunde eingesetzt. Seit relativ langer Zeit werden Laser genutzt, um die Netzhaut wieder zu fixieren, wenn sie sich droht abzulösen. Das funktioniert allerdings nur, solange sie sich noch nicht abgelöst hat. Seit ein paar Jahren kann man sich durch eine Laseroperation auch die Brille ersparen. Der Augenarzt trägt dabei Schichten der Hornhaut im Linsenapparat ab, damit das Bild wieder scharf auf der Netzhaut abgebildet wird.

Wie hat sich die Lasertechnologie in den vergangenen Jahrzehnten entwickelt und was erwarten Sie für die Zukunft?

Loosen: Anfangs war ein Laser ein wissenschaftliches Gerät, für das man noch gar keine Anwendung hatte. Quasi die Lösung für das nicht vorhandene Problem (lacht). Aber es hat sich schnell gezeigt, dass es sehr viele Anwendungsgebiete gibt: Die Produktionstechnik und Medizin haben wir schon genannt. Die Messtechnik ist ein weiteres wichtiges Gebiet. Heute bekommen Sie in jedem Baumarkt für sehr wenig Geld Entfernungsmesser, mit dem sie ihre Wohnung ausmessen können. Vor 50 Jahren hätten sie dafür noch den Preis eines Eigenheims bezahlt. Ist die Lasertechnik heute aber schon eine ausgereifte Technologie mit festgelegten Anwendungsmöglichkeiten wie zum Beispiel eine Drehbank? Zur Freude von uns Wissenschaftlern nicht. Es kommen immer noch ganz neue Anwendungen hinzu, für die wir neue Lasertypen entwickeln können. Ganz aktuell arbeiten wir an der Entwicklung des Ultrakurzpulslasers.

Wie funktioniert der?

Loosen: Er emittiert seine Leistung nur in einem kurzen Puls. Er sendet quasi Lichtblitze aus, die man unglaublich kurz gestalten kann. Das geht in den Bereich von Femtosekunden. Das sind 10^-18 Sekunden – unvorstellbar kurz. In der Produktionstechnik nutzen wir den Ultrakurzpulslaser, um zu verhindern, dass die Wärme des Lasers in untere Schichten des Materials eindringt. So lässt sich kalt schneiden oder abtragen. Das ist wichtig für die Ultrapräzisionstechnik.