Premiere mit weitreichenden Folgen: Die erfolgreiche Zündung des ersten Industrielasers in Deutschland in einem Labor der Firma Trumpf 1985. Die Lasertechnik wird heute zum Beispiel zur Verarbeitung von unterschiedlichsten Materialien verwendet. Foto: Trumpf

Erster Laserblitz 1960 erzeugt

60 Jahre Laser: Licht verändert die Welt

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Vor genau 60 Jahren wurde in den USA der erste Laserstrahl gezündet. Die Laser-Technologie revolutionierte seitdem die Datenübertragung und die Messverfahren, sie machte die CD und DVD möglich und beschleunigte das Bezahlen an der Supermarktkasse. Experten sagen dem Laser eine große Zukunft voraus.

„Strahl an!“ Die Magie dieses Augenblicks hat Jürgen Ruf auch Jahrzehnte später noch nicht losgelassen. Sechs Männer stehen dicht gedrängt vor einem Rohr, zum Schutz der Augen tragen sie Schweißerbrillen.

Wir haben gejubelt wie die Kinder.

Jürgen Ruf, heutiger Gruppenleiter bei Trumpf Lasertechnik

„Nach dem Kommando bratzelt es, dann kommt eine schöne Entladung. Ein lila Strahl. Wir haben gejubelt wie die Kinder“, erinnert sich der 62-jährige Ruf an die Zündung des ersten selbst gebauten Hochfrequenzlasers der Marke Trumpf.

Die Premiere in Ditzingen im Jahr 1985 war ein Meilenstein für die Industrie in Deutschland und begründete den Erfolg des schwäbischen Hightech-Unternehmens, das heute bei Lasern für die industrielle Fertigung führend ist.

Ruf und seine Kollegen feiern mit Champagner aus Pappbechern

Als damals ihr Labor in das gleißende Licht getaucht wurde, wussten Ruf und seine Kollegen aber noch nicht einmal, wie sie den Laserstrahl wieder „vernichten“ sollten. „Wir haben einfach einen Stein davor gestellt und uns darüber gefreut, wie er geglüht hat“, sagt der heutige Gruppenleiter bei Trumpf Lasertechnik. Anschließend tranken die Männer Champagner aus Pappbechern. „Faszinierend“ fand Ruf als junger Mechaniker die Vielseitigkeit des Lichts. „Die moderne Welt ist ohne die Lasertechnologie nicht vorstellbar“, sagt er heute.

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Grund genug für die Menschheit, an diesem Samstag ein Jubiläum zu feiern. Vor genau 60 Jahren, am 16. Mai 1960, zündete der US-Physiker Theodore Maiman im Labor einen ersten künstlichen Blitz aus einem roten Rubinkristall. Der Laser war geboren. Zwar sorgte die Erfindung für einiges Aufsehen, allerdings war ihre Bedeutung zunächst nicht klar.

Eine Lösung, die nach einem Problem sucht – heute überall

Maiman selbst nannte sie „eine Lösung, die nach einem Problem sucht“. Etwa ein Jahrzehnt später begann jedoch die Technologie mit dem sperrigen Namen „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation“ („Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung“; abgekürzt Laser) ihren triumphalen Siegeszug rund um die Welt.

„Jeder nutzt sie heute im Alltag, selbst wenn er noch nie etwas von Lasern gehört hat“, sagt der Karlsruher Physiker Marc Eichhorn. „Der rote Strahl des Kassenscanners im Supermarkt ist ein Laser. Die Telefon- und Internetverbindungen werden per Laser im Glasfaserkabel übertragen. In jedem CD- und DVD-Spieler steckt ein Laser drin. Und vielleicht halten Sie sogar gerade den Laser in ihrer Hand.“

Laser werden heute in der Industrie zum Schneiden oder der Verarbeitung von Materialien verwendet.

Der Inhaber des Lehrstuhls für Optronik am Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme am KIT erklärt, dass auch in iPhones Laser stecken. Die Kamera für die Sicherheitsanwendung Face ID nutzt einen kleinen Laser, um das Gesicht des Nutzers abzutasten und das Handy zu entsperren.

Eichhorn kennt nach eigenen Worten kaum eine Forschungsaufgabe, die man nicht mithilfe von Licht als Medium und Werkzeug lösen könnte. Das KIT setzt heute Laser in vielen Bereichen ein: in Messgeräten, als Quelle für Photonen in quantenphysikalischen Experimenten oder um damit kleinste Nanostrukturen zu erzeugen und Oberflächen zu verändern.

Licht soll Quantencomputer steuern und Gewitterwolken entladen

„Wir testen gerade eine Hochgeschwindigkeitsübertragung von Daten per Licht zwischen zwei Gebäuden, die acht Kilometer voneinander entfernt sind“, erzählt der Physiker weiter. Eichhorn sagt dem Laser eine große Zukunft voraus: „Zum Beispiel in den Steuerungssystemen von autonom fahrenden Autos. Wir werden in Zukunft mit Licht außerdem Quantencomputer betreiben können, die unsere Horizonte in der Medizin und der Materialienforschung stark erweitern werden“.

Wie Science Fiction klingt auch ein aktuelles Vorhaben des Laser-Herstellers Trumpf. Das soll die weltweiten Schäden durch Blitzeinschläge in Milliardenhöhe reduzieren. Das Unternehmen testet dafür eine Art Laserkanone, die auf Gewitterwolken schießen kann. Die ausgelösten Blitze sollen dann in die gewünschte Richtung geleitet werden.

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„Wir erzeugen einen Plasmakanal in der Luft, der die Elektrizität gut leitet. Der Blitz folgt dann automatisch unserer schnurgeraden ,Autobahn‘, statt sich wie sonst auf einem gewundenen Pfad durch den Dschungel zu schlagen“, erläutert Knut Michel von Trumpf Scientific Lasers das Prinzip des Projekts „Laser Lightning Rod“.

Was so einfach klingt, ist eine technisch sehr anspruchsvolle Aufgabe. Erstens muss das Licht intensiv genug sein, um die Luft ionisieren zu können. Zweitens wird ein mindestens 100 Meter langer Plasmakanal gebraucht, um die Wolken zu erreichen. Wichtig ist auch die Stabilität dieses sogenannten Filaments: Der Blitzableiter von Trumpf soll dafür nicht weniger als 1.000 Laserimpulse pro Sekunde aussenden können.

Experimente wegen Corona-Pandemie verschoben

„Das Gerät steht zurzeit in einem französischen Labor. Wegen der Corona-Pandemie kann es leider nicht, wie geplant, im Sommer an der Spitze des 2.500 Meter hohen Säntis in der Ostschweiz erprobt werden“, bedauert Michel. Er ist aber zuversichtlich, dass der von der EU finanziell geförderte Laser 2021 die nötigen Tests absolvieren kann. In fünf bis zehn Jahren könnte er dann beispielsweise an Flughäfen oder Raketenstartrampen eingesetzt werden.

Der Laser entlastet Augenärzte

Mit Blitzen vor den Augen kommen manche Patienten zu Vera Schmit-Eilenberger. Die Karlsruher Augenärztin nutzt die Lasergeräte in ihrer Praxis zum Beispiel dazu, um mikroskopisch kleine Löcher in der Netzhaut zu schließen oder die Augenlinse während einer Grauer-Star-Operation in akkurate Fragmente zu zerteilen.

Früher wurde in der Augenchirurgie alles manuell gemacht, heute übernehmen Laser wichtige Teile von Operationen, die riskant sind.

Vera Schmit-Eilenberger, Augenärztin aus Karlsruhe

„Es macht mir Freude, mit dem Laser zu arbeiten, weil es ein elegantes und feines chirurgisches Instrument ist“, sagt die erfahrene Ophthalmologin. „Früher wurde in der Augenchirurgie alles manuell gemacht, heute übernehmen Laser wichtige Teile von Operationen, die riskant sind“. Das sei eine große Entlastung für die Ärzte, so Schmit-Eilenberger.

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Sie nennt die Laser unentbehrlich für die Korrekturen von Fehlsichtigkeit: „Das Verfahren ist so fortgeschritten, dass in zehn Minuten beide Augen gelasert werden können.“ Die Ärztin sagt voraus, dass die Therapien weiter automatisiert und verfeinert werden: „In Zukunft wird es dank neuer Laser- und Computertechnik vielleicht ,Walk-in‘-Praxen geben, in denen die Patienten teils maschinell behandelt werden.“