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Der Superstrahler

LASER sind heute für Schüler Gegenstände des Alltags, teils ist das Laserlicht direkt sichtbar – wie z.B. bei Barcodelesegeräten an Kassen, Laserpointern, Laserlichtshows in Diskotheken – teils sind die Laser so in die Geräte eingebaut, dass man sie gar nicht mehr wahrnimmt – wie z.B. in Laserdruckern, Lese- und Schreibgeräten von optischen Medien, wie z.B. CD, DVD und Blu-ray discs.
Aus dem Physikunterricht in der Oberstufe sind Laser auch nicht mehr wegzudenken, in den meisten Versuchen zum Thema Interferenz werden Laser als kohärente Lichtquellen benötigt.

Trotz alledem sind Laser für die Schüler eine Black Box, das PSI will mit dem Versuch "Der Superstrahler" einen Zugang zum Verständnis eines Lasers bieten.   
Es handelt sich dabei um einen Stickstofflaser, das lasernde Medium ist also Stickstoff, der Aufbau kann bereits sehr einfach realisiert werden, wie das folgende Photo des Prototyps zeigt.

 

 

Der Stickstofflaser funktioniert bereits mit diesem rudimentären Aufbau, den man TEA nennt (transverse electric-discharge at atmospheric pressure), allerdings wurde dieser erste Prototyp für das PSI in zweierlei Hinsicht verbessert:

Erstens wurden die Elektroden in eine Vakuumkammer aus Plexiglas eingebaut, sodass als laserndes Medium statt Luft auch reiner Stickstoff bei erniedrigtem Druck verwendet werden kann, diesen Aufbau nennt man TE (transverse electric-discharge).

Zweitens wurde der gesamte Aufbau samt den Kondensatoren mit Plexiglas umgeben, so dass der Laser auch im Hinblick auf die benötigte Hochspannung sicher betrieben werden kann. Die folgende Abbildung zeigt den Stickstofflaser in Laseraktivität, wie er im PSI steht:

 

 

Weiter zum Aufbau des Stickstofflasers.