Bild: Wikimedia / Aksy88/CC-BY-SA 4.0

An der Universität Yale wurde ein Titan-Saphir-Laser auf einem Chip erzeugt und fortgeschrittene Lasertechnik auf Millimetergröße geschrumpft.

Femtosekundenlaser gehören mittlerweile zu den alltäglichen Werkzeugen in der Wissenschaft. Sie passen inzwischen auf einen Tisch, aber nicht in ein Handy oder andere kleine Geräte. Denn das zentrale Bauteil ist ein Titan-Saphir-Laser, dessen Größe die Abmessungen des gesamten Geräts bestimmt.

An der Yale-Universität (USA) steht nun ein Laser, in dem das eigentliche Laserelement des Titan-Saphir-Lasers auf einem Chip nur noch einen halben Millimeter groß ist. Damit sollen Femtosekundenlaser und andere Anwendungen nicht nur deutlich kleiner und billiger werden, sondern auch weniger Leistung benötigen.

Der 1982 entwickelte Titan-Saphir-Laser (PDF) ist ein Farbstofflaser, der Licht in einem breiten Spektrum von Rot bis Infrarot verstärken kann. Dabei werden die Titanatome in dem Saphirkristall zunächst durch einen zweiten Laserstrahl angeregt, einen Pumplaser.

Sie befinden sich anschließend in einem energiereichen, metastabilen Zustand. In diesem können sie Energie in Form von Photonen einer bestimmten Wellenlänge abgeben, wenn sie Licht der gleichen Wellenlänge ausgesetzt werden. Dieser Effekt der stimulierten Emission ist der Umkehrprozess der Absorption und wurde 1905 von Albert Einstein vorhergesagt.