Baulaser

Ratgeber Baulaser

Es dürfte mittlerweile über die Grenzen der physikalisch forschenden Gemeinde hinaus grob bekannt sein, dass Laser diverse technische Anwendungen haben und in vielen Geräten zu finden sind. In den meisten Haushalten befinden sich wahrscheinlich mehrere davon, mindestens einer im CD-Player, mit dessen Hilfe die Musik ausgelesen wird. Aber auch einen sogenannten Laser-Pointer hatten die meisten vermutlich schon in der Hand. Darüber hinaus sind Laser mit vielfältigen Anwendungen in der Medizin, der Mess- und Steuerungstechnik sowie in der Industrie vertreten.

Etwas weniger weit verbreitet ist eventuell die Tatsache, dass der Name dieser Lichtquellen die Abkürzung für „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” darstellt. Dieser Name ist auch schon die Erklärung dafür, welcher Effekt zur Erzeugung dieser Art von Licht ausgenutzt wird, auch wenn dieser nicht jedem bekannt sein wird oder muss, denn es handelt sich dabei um eine Weiterentwicklung des Masers, dessen Strahlung nach dem gleichen Prinzip erzeugt wird, jedoch im Mikrowellenbereich (das M in Maser steht demnach für „Microwaves”) angesiedelt ist. Der Effekt, der bei beidem Strahlung mit so besonderen Eigenschaften erzeugt, ist der der stimulierten Emission. Dabei werden Atome von Licht einer bestimmten Wellenlänge zur weiteren Abstrahlung von Licht mit eben dieser Wellenlänge angeregt, was die Intensität des Lichtes mit dieser Wellenlänge weiter erhöht. Wird dieser Effekt in einer Art Kettenreaktion weiterverwendet, erhält man hochintensives Licht und dieses ist dann in vielfältiger Weise in technischen Anwendungen nutzbar wie beispielsweise beim bereits erwähnten Auslesen von Daten auf einer CD, als Laser-Pointer zur Verwendung bei Präsentationen oder eben zur Vermessung von Entfernungen, Geschwindigkeiten, Temperaturen und diversen anderen interessierenden Messgrößen. Die Geräte, die die letztgenannten Optionen realisieren und damit eher seltener im normalen Haushalt vorzufinden wären, sind Kreuz-, Linien- und Punktlaser.

Funktionsweise und Nutzen

Wenn es um die hochpräzise Vermessung von Entfernungen geht, wie es auf modernen Baustellen verschiedener Art oder in der Fertigungsindustrie der Fall ist, dann sind die Grenzen von Zollstock und Maßband schnell ausgelotet. Es werden viel präzisere Hilfsmittel benötigt, die mit geringerer Unsicherheit in der Lage sind zu messen und genau diese Geräte bedienen sich oft eines oder mehrerer Laser.

Der grundlegende technische Aufbau umfasst neben einer Laser-Strahlungsquelle, die hier als funktionierende einzelne Komponente des Aufbaus (bestehend aus einem aktiven Medium, einer „Pumpe” und einem Resonator) angenommen wird und beispielweise eine Laserdiode sein kann, sowie optische Komponenten wie zum Beispiel Linsen und Spiegel. Ein einfacher Punktlaser besteht im einfachsten Fall lediglich aus einer solchen Laserdiode und einem Gehäuse. Er hat ein punktförmiges Strahlprofil beziehungsweise aufgrund der endlichen Ausdehnung des Punktes im Prinzip ein rundes oder wahlweise auch elliptisches. Eine Kenngröße für solche Strahler ist die Divergenz, die angibt, wie viel dicker der Strahl mit jedem Meter Entfernung zum angestrahlten Objekt wird. Ein Linienlaser ist ein Aufbau, der ein linienförmiges Strahlprofil besitzt. Das kann realisiert werden, indem ein speziell als Linienlaser gebautes Gerät hergestellt wird, was die Integration des Linsenaufbaus innerhalb des Gehäuses beinhaltet. Eine andere Möglichkeit ist, einen Linsenaufsatz auf einem Punktlaser anzubringen. Das erfordert selbstverständlich eine gewisse Präzision bei der Justierung und der Befestigung des Aufsatzes, um den Anforderungen an die Messung genügen zu können. Hier kommt mit dem Öffnungswinkel eine weitere Kenngröße hinzu, die unter Zuhilfenahme der Entfernung des angestrahlten Objekts ermöglicht zu bestimmen, wie lang die projizierte Linie ist.

Ein Kreuzlaser besteht im Wesentlichen aus zwei Linienlasern, deren Strahlen orthogonal zueinander aufgespaltet sind und umfasst dann schon zwei Strahlungsquellen, denn es müssen zwei voneinander unabhängige Linien projiziert werden. Allen drei Laser-Typen gemein ist die variable Ausgangsleistung der Strahlungsquellen, deren Größe über die Einordnung in Laserklassen entscheidet. 1 entspricht dabei ungefährlicher Strahlung, sofern korrekter Umgang vorausgesetzt wird, 4 entspricht Lasern, die in Forschung und Materialverarbeitung eingesetzt werden und bei falschem Umgang eine Gefährdung bis hin zur Explosionsgefahr darstellen.

Einsatzmöglichkeiten

Die Wahl eines spezifischen Lasers der drei oben genannten Typen erfolgt natürlich je nach Zweck der Apparatur. In der Bildbearbeitung werden beispielsweise eher Linienlaser eingesetzt, während bei Ausrichtungs- und Messarbeiten überwiegend Kreuzlaser zum Einsatz kommen. Dabei gibt es noch die Möglichkeit, spezielle Long Range-Systeme zu wählen, die für zu vermessende Entfernungen bis zu 100 m ausgelegt sind.

Ebenfalls ein Punkt, über den entschieden werden muss, ist die Strahlungsleistung, denn diese muss selbstverständlich in jedem Fall ausreichend hoch sein, um den Anforderungen zu genügen, sollte jedoch keinesfalls höher sein als nötig, um die Sicherheit aller Beteiligten bzw. Anwesenden bei der Verwendung des Lasers sicherzustellen. Zur Orientierung anhand eines Beispiels für ein vertrautes Gerät, das auf einem Laser basiert, inklusive der zugehörigen Laserklasse sei hier der CD-Player erwähnt, der mit einem Laser der Klasse 1 auskommt.

Außerdem kann man vielfach die Wellenlänge (oder für Laien „Farbe”) des Lasers wählen. Dabei ist man zwar nicht vollkommen frei, da nicht für jede Wellenlänge bereits Massenproduktionen von Lasern realisiert sind, jedoch ist die Auswahl recht groß. Abgesehen vom roten Licht der ursprünglichen Variante des Helium-Neon-Lasers sind beispielsweise für Präsentaionszwecke grüne Laser eher geeignet, da grünes Licht vom menschlichen Auge etwa 10-fach so intensiv wahrgenommen wird wie alle anderen Farben.

Empfehlung

Da Sie überhaupt zu diesem Text gelangt sind, sind Sie sich womöglich bereits im Klaren darüber, zu welchem Zweck Sie einen Laser benötigen. Das heißt, unabhängig davon, ob er für private Zwecke eingesetzt werden soll oder in Ihrem Betrieb installiert werden muss, werden Sie bereits eine Vorstellung davon haben, welche Art Laser, Kreuz-, Linien- oder Punktlaser, für Sie am ehesten in Frage kommt. Vor dem Kauf sollten Sie sich aufjedenfall bewusst sein, welches Einsatzgebiet der Laser haben wird, wie robust er beschaffen sein sollte und welches Zubehör Sie benötigen. Ist das jedoch nicht der Fall, haben Sie immer noch die Möglichkeit, mit einem Hersteller von Lasermodulen in Kontakt zu treten und sich zu informieren, welche Ausführungen dieser Apparaturen für Ihren individuellen Einsatz in Frage kommen und welche davon am besten geeignet sein könnten. Viele Hersteller bieten darüber hinaus eine individuelle Anpassung der zur Verfügung gestellten Module an, so dass Sie auch noch Einfluss nehmen können auf die Eigenschaften, die das Modul haben soll, das bei Ihnen letztlich zum Einsatz kommen wird.