Happy birthday, laser!

17. Mai 2021 | von Dr. Veit Ziegelmaier / Thorsten Naeser

Am 16. Mai 1960 wurde der Laser geboren. Das Gerät, das Theodore Maiman damals baute, existiert noch immer. Zusammen mit dem Laborbuch von Ted Maiman ist der historische Laser am Max-Planck-Institut für Quantenoptik ausgestellt. Wir fühlen uns geehrt, den Laser im Haus zu haben. Wir haben den Geburtstag zum Anlass genommen, das kleine Gerät in einem Video vorzustellen. Dr. Matthew Weidman, Gruppenleiter des Teams attosecond metrology 2.0 im attoworld-Team, erklärt die einzelnen Komponenten und das Prinzip, wie ein Laser funktioniert.

Theorie und Praxis

Es war - wie in vielen anderen Bereichen der Physik auch - Albert Einstein, der bereits im Jahr 1916/17 mit seiner Theorie zur stimulierten Emission die Grundlagen für die technische Entwicklung des Lasers beschrieb. Doch es dauerte bis seine Vermutung experimentell bestätigt werden konnte.

1954 baute der US-Physiker Charles Townes den ersten Maser, ein „vereinfachtes“ Vorgängermodell des Lasers, der Mikrowellen erzeugte, aber noch keinen gebündelten Strahl sichtbaren Lichts. Auch den sowjetischen Forschern Prochorow und Bassow gelang es, eine vergleichbare Apparatur zu konzeptionieren.

Mikrowellen durch extrem kurze Lichtwellen im Nanometerbereich zu ersetzen, erforderte eine neue Konstruktion, die auf ein duales, Licht reflektierendes Spiegelsystem setzte, wie es Townes zusammen mit Arthur Schawlow vorschwebte. Doch auch der amerikanische Physikstudent Gordon Gould entwickelte einen Bauplan für eine Photonenkopiermaschine, die er in seinen Notizen als Laser bezeichnete.

Am Ende machte der Amerikaner Theodore Maiman das Rennen, als er am 16. Mai 1960 den ersten funktionsfähigen Laser zum Leuchten brachte.

Seinen Durchbruch auf diesem Gebiet wollte er im Fachjournal Physical Review Letters publizieren. Doch die Gutachter erkannten die Bedeutung seiner Leistung nicht und lehnten die Arbeit ab. Schließlich veröffentlichte Maiman seine Erkenntnisse in Nature. Die publizierte Fassung besteht lediglich aus zwei einfachen Abbildungen und weniger als 300 Wörtern, und - im Gegensatz zu vielen aktuellen Einreichungen - gibt es keinen abschließenden Absatz, der die vielen wissenschaftlichen und technologischen Fortschritte ankündigt, zu denen die Entdeckung führen könnte.

Der Nobelpreis war Maiman nicht vergönnt. Das Komitee entschied sich für die zugrundeliegenden Überlegungen und vergab im Jahr 1964 die bedeutendste Wissenschaftsauszeichnung für Physik an Townes, Prochorow und Bassow. Dennoch erhielt er zahlreiche akademische Ehrungen und profitierte nicht zuletzt von seiner eigenen Erfindung, als er sich im Jahr 2000 in München einer medizinischen Laseroperation unterzog.