Die Geschichte des Lasers

Die Grundlagen für den Laser hat kein geringerer als der große Albert Einstein geliefert. In seiner Quantentheorie der Strahlung beschrieb er 1917 die stimulierte Emission als eine umgekehrte Absorption. Aber das war nur eine der theoretischen Grundlagen. Etwas über zehn Jahre später schaffte Rudolf Lauenburg den experimentellen Beweis. Man überlegte damals schon, ob man diesen Effekt auch für die Lichtverstärkung benutzen konnte. Physikalische Voraussetzung wäre dafür eine Inversion in einem Zweiniveausystem gewesen, was als unmöglich galt. Deswegen konzentrierte sich die Forschung vor allem auf Dreiniveaussysteme. Man fand heraus, dass ein stabiles System im Mikrowellenbereich vorhanden sei. 1954 baute Charles H. Townes den ersten Maser, der Mikrowellenstrahlung aussendete. Den ersten Laser baute 1960 der Amerikaner Theodore Maiman. Die eigentliche Lasertechnik wurde vor allem in der damaligen Sowjetunion entwickelt. Die Forscher Nikolai Brasov und Aleksander Prokhorov arbeiteten beide unabhängig voneinander an einem Quantum-Oscillator und lösten das Problem mehr als zwei Energieebenen zu benutzen. Sie schlugen das Pumpen vor, dass später in jedem Laser eingebaut wurde.

Übrigens gab es nicht wenige Wissenschaftler, darunter der berühmte Niels Bohr, die meinten, ein Laser würde nicht funktionieren, weil er Heisenbergs Unschärfegleichung verletzte. Andere sahen keinen praktischen Nutzen und meinten, es lohne den Aufwand nicht, den Maser weiterzuentwickeln.

Die beiden Russen und Maser-Entwickler Townes behielten Recht und bekamen 1964 den Nobelpreis in Physik überreicht, damals noch für den Maser. Townes ruhte sich aber nicht auf seinen Lorbeeren aus und forschte weiter, vor allem im Infrarotbereich. Weil sie hier nicht weiterkamen, wandten sie ihr Interesse dem sichtbaren Licht zu. Die Firma Bell Labs, für die Townes arbeitete, reichte 1958 schon ein Patent für einen optischen Maser ein. Der Student Gordon Gould, der sich mit Townes getroffen und über Energieleven gesprochen hatte, schrieb seine Ideen für einen Laser nieder, der einen so genannten Resonator verwendet – ein bis heute wesentlicher Bestandteil der Lasertechnologie. Das war letztlich der Durchbruch für die Lasertechnologie.