Lasertypen

Entsprechend dem jeweiligen Arbeitsmedium unterscheidet man grundsätzlich Festkörper-, Gas-, Halbleiter- und Flüssigkeitslaser.

Festkörperlaser
Die gebräuchlichsten Festkörperlasermedien sind Stäbe aus kristallinem Rubin oder Neodym. Die Enden eines solchen Stabes sind als zwei parallele Flächen ausgeführt und mit einem hochreflektierenden nichtmetallischen Spiegelbelag versehen. Festkörperlaser bieten die höchste Leistungsausbeute. Sie werden üblicherweise in gepulster Betriebsart benutzt, um einen kurzzeitigen intensiven Lichtblitz zu erzeugen. Kurze Pulse in der zeitlichen Größenordnung von Sekunden sind erreichbar und wichtig, um etwa physikalische oder biologische Ereignisse von kürzester Dauer untersuchen zu können. Das optische Pumpen geschieht mittels Xenon-Blitzröhren, Lichtbogen- oder Metalldampflampen. Die Frequenzbandbreite kann in den Infrarot- und Ultraviolettbereich erweitert werden, indem mit Hilfe geeigneter Kristalle die Ausgangsfrequenz des Lasers vervielfacht wird, Frequenzen im Röntgenbereich werden erzielt, indem man Yttrium mit Laserstrahlen beschießt.

Gaslaser
Das Lasermedium eines Gaslasers kann ein reines Gas, ein Gasgemisch oder Metalldampf sein und befindet sich zu diesem Zweck normalerweise in einem zylindrischen Gefäß aus Glas oder einem Quarzrohr. Die zwei Spiegel, die den Laserresonator bilden, sind außerhalb dieses Gefäßes angebracht. Gaslaser werden mit UV-Licht, Elektronenstrahlen, elektrischem Strom oder über chemische Reaktionen gepumpt. Der Helium-Neon-Laser ist bekannt für seine Frequenzstabilität, Farbreinheit und minimale Strahlaufweitung. Kohlendioxidlaser haben einen sehr hohen Wirkungsgrad und sind mithin die leistungsstärksten Laser für den Dauerbetrieb.

Halbleiterlaser
Halbleiterlaser sind in ihren Abmessungen die kompaktesten Laser und bestehen aus einem Verbund verschiedener Halbleiterschichten mit unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeiten. Der Resonator ist durch zwei reflektierende Bruchflächen auf den Bereich der Rekombinationszone beschränkt. Die hierzu am häufigsten verwendeten Halb-leitermaterialien sind Galliumarsenid, Indiumphosphid und Galliumnitrid. Das Pumpen erledigt der über das Rekombinationsgebiet fließende elektrische Strom. Halbleiterlaser sind geeignet für den Dauerbetrieb und erreichen Wirkungsgrade über 50 Prozent. Es gibt theoretische Ansätze zu einer Methode, die es gestatten soll, die aufgewandte Energie noch wirksamer auszuschöpfen. Dabei sollen winzige Laser vertikal in Schaltkreisen so angeordnet werden, dass sie in einer Dichte von über einer Million pro Quadratzentimeter zu liegen kommen. Alltagsanwendungen von Halbleiterlasern sind z.B. CD-Spieler und Laserdrucker.

Flüssigkeitslaser
Die häufigsten flüssigen Lasermedien sind anorganische Farbstoffe in einem Glasgefäß. Sie werden im Pulsbetrieb mit intensiven Blitzlampen oder im Dauerbetrieb mit einem Gaslaser gepumpt. Die Frequenz eines Farbstofflasers kann mit Hilfe eines im Resonatorraum befindlichen Glasprismas eingestellt werden.

Elektronenlaser
1977 gelang es, Laser zu konstruieren, die mit Strahlen freier Elektronen (die nicht an Atome gebunden sind) arbeiten. Sie wären möglicherweise auch dazu geeignet, hochenergetische Strahlung zu erzeugen (z.B. Synchrotronstrahlung).