BlueRay-Player, Augen lasern, Tattoo-Entfernung, Laserpointer, … – fast alle sind bereits in Kontakt mit Lasern gekommen und aus vielen Anwendungen sind sie nicht mehr wegzudenken. Auch im Science-Fiction Bereich werden verschiedenste Adaptionen gewählt, die mehr oder weniger nah an der Realität sind.

Aber was ist ein Laser eigentlich? Wie funktioniert er physikalisch und wie ist er technisch aufgebaut? Teilen sich alle Laser das gleiche Prinzip oder gibt es verschiedene Varianten? Der Kurs adressiert diese Fragen durch mathematische Beschreibung der physikalischen Grundlagen und experimentelle Realisierung.

Bereits die Langform „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation“ deutet darauf hin, dass mehr dahinter steckt als eine simple Lichtquelle. Zum Verständnis müssen verschiedene Betrachtungsweisen von Licht kombiniert werden. Neben der Optik ist auch die Quantenphysik relevant, um die Prozesse in einem Laser beschreiben zu können, wobei beide Fachgebiete verbunden werden.

Der Kurs leitet mit der mathematischen Betrachtung von Strahlen- und Wellenoptik unter dem Aspekt der Resonatortheorie ein und gibt eine Einführung in die Quantenphysik. Darauf aufbauend erarbeitet der Kurs das Prinzip von Lasern und vertieft diese Erkenntnisse im Bereich der verschiedenen Bauformen, wie sie auch heute noch aktueller Forschungsgegenstand sind. Dabei arbeiten die Teilnehmenden bereits ab dem Optik-Teil mit Experimenten und Rechenbeispielen zur Vertiefung. Nach der Herleitung des Laserprinzips bauen sie auch einen klassischen Laser aus Einzelteilen auf und untersuchen diesen. Die Teilnehmenden werten die Daten nach einer kurzen Einführung ins Programmieren digital aus.

Besondere Vorkenntnisse oder Erfahrungen sind nicht notwendig, Begeisterung für mathematische Themen ist jedoch vorteilhaft.