Wie funktionieren Nd:YAG-Laser?

Das Grundelement dieser Laserquelle bildet ein Neodym-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat-Kristall. Somit handelt es sich beim Nd:YAG-Laser um einen Festkörperlaser – im Unterschied zum CO2-Laser, dessen Lasermedium das Gas Kohlendioxid darstellt. Yttrium-Aluminium-Granat ist ein künstlich synthetisiertes Kristall, das mit Neodym-Atomen angereichert wird. Als Lichtquelle dienen entweder Gasentladungslampen oder Diodenlaser, welche Neodym-Atome anregen. Nd:YAG-Laser emittieren das Licht vorwiegend im Infrarot-Bereich und zwar auf der Wellenlänge von 1064 nm.

Besonderheiten und Vorteile

Eine Besonderheit von Nd:YAG-Laser ist die Möglichkeit der Frequenzverdopplung, wobei die Laserquelle dann im sichtbaren Bereich strahlt. Die Wellenlänge, die zehnmal kürzer als die von CO2-Lasern ist, ermöglicht eine präzisere Fokussierung des Laserstrahls. Diese Eigenschaft macht den Nd:YAG-Laser für solche Fertigungsverfahren optimal, bei welchen es auf die maximale Genauigkeit ankommt. Auch können im gepulsten Betrieb hohe Energien gebündelt werden, was die Effizienz des Lasers erhöht.

Markierungen und Gravierungen

Der Nd:YAG-Laser lässt detailreiche Motive entstehen und ist das beste Medium für die Markierung von filigranen Bauteilen. Im Pulsmodus wird dieser Laser zur Glasinnengravur eingesetzt: Mithilfe der zielgerichteten Impulse werden im Inneren eines Objektes aus Glas dreidimensionale Bilder „gezeichnet“. Dieses Verfahren, auch Vitrographie genannt, findet bei der Herstellung von Andenken, 3D-Porträts oder Werbegeschenken Einsatz.

Bildliche Darstellung der Funktionsweise

Hier wird bildlich die Funktionsweise von ND:YAG-Lasern dargestellt

Trennen von Metall und mehr

Der Nd:YAG-Laser wird immer mehr zum Schneiden von Metallen eingesetzt. Hier zeigt sich diese Laserquelle von ihrer vorteilhaften Seite: Die kurzwellige Strahlung wird von den Oberflächen der Metalle weitgehend absorbiert, was die Bearbeitung erleichtert und wirtschaftlicher macht. Die Strahlung eines CO2-Lasers wird dagegen stark reflektiert, wodurch die Bearbeitung gerade bei spiegelnden Oberflächen weniger effektiv ist. Für organische Materialien ist der Nd:YAG-Laser nicht so gut geeignet.

Nd:YAG-Laser in der Medizin

In der Medizin ist der Nd:YAG-Laser inzwischen unersetzlich. Zum einen hilft diese Laserquelle die Glaukomerkrankungen zu bekämpfen und wird im Rahmen der Behandlung zur Perforierung der Regenbogenhaut einsetzt. Zum anderen entfernen die Mediziner Blutschwämme in der ersten Linie mithilfe von genau dieser Laserquelle. Sogar Nierensteine können durch einen Laserimpuls schonend zertrümmert werden.

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