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Vom maser zum laser


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Bereits im Jahre 1917 erklärte der Physiker Albert Einstein, daß ein \"Aufladevorgang\" (Physiker nennen das eine \"Induzierte Emission\"), wie er beim später entwickelten Laser stattfindet, möglich sein müsse.
Die Wissenschaftler R. Ladenberg und H. Kopfermann verwendeten bei ihren \"Aufladeversuchen\" im Jahre 1927 verschiedene Gase.
Die erste Lichtverstärkung gelang dem sowjetischen Physiker W.A. Fabrikant im Jahre 1940. Der nächste Schritt in der Laserentwicklung gelang dem deutsch-französischen Physiker Alfred Kastler 1950. Er entwickelte das System des \"optischen Pumpens\": Kastler bestrahlte Atome mit Licht solcher Frequenz, das von den Atomen absorbiert ) werden konnte. Die Atome gerieten in einen höheren Energiezustand und gaben das \"aufgesaugte\" Licht dann verstärkt ab. Kastler machte einen Teil seiner Versuche mit sichtbarem Licht, experimentierte zusätzlich aber auch mit Radiowellen.
Die durch die Bestrahlung mit Radiowellen erfolgte Mikrowellenverstärkung wurde später unter der Bezeichnung MASER bekannt. MASER ist die Abkürzung für \"Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation\", was übersetzt \"Mikrowellenverstärkung durch künstlich angeregte Aussendung von Strahlung\" bedeutet. Heutzutage wird der Maser hauptsächlich beim Nachrichtenverkehr mit Erdsatelliten, in radioastronomischen Empfangsanlagen und bestimmten Richtfunkanlagen als Verstärker verwendet. Der Maser wird zusätzlich auch für den Betrieb von Atomuhren und als Generator für Millimeterwellen verwendet.
Verantwortlich für die Entwicklung des Masers waren u.a. die amerikanischen Physiker Charles Hard Townes, Arthur Leonard Schawlow und H.J. Zeiger. Sie beschäftigten sich, von der Radartechnik ausgehend, mit dem Bau von Mikrowellenlasern.
Das Maser-Prinzip wurde 1951 von Townes formuliert. Townes verwendete Ammoniakmoleküle. Er bestrahlte diese Moleküle mit einer Mikrowelle, deren Frequenz mit der Eigenfrequenz der Ammoniakmoleküle übereinstimmte.
Durch diese Bestrahlung wurden die Moleküle in einen höheren Energiezustand versetzt, die ihre Strahlung dann wieder verstärkt abgaben. Es entstand also eine Mikrowelle mit sehr hoher Intensität. Im Jahre 1953 war dann auch der erste in den USA entwickelte Gasmaser fertig.
Zeitgleich wurde auch in der Sowjetunion fieberhaft am Maser-Prinzip gearbeitet. Die Experimentierergebnisse der Russen waren den Amerikaner sehr hilfreich bei ihrer eigenen Maserentwicklung. Die Entwicklung des Masers ging aber noch weiter. Townes entwickelte nach seinem Gasmaser Ende der fünfziger Jahre den ersten Festkörpermaser als Molekularverstärker.
1957 entwickelten auch die Wissenschaftler in der UdSSR den ersten Festkörpermaser. Während dieser Zeit war Townes in den USA an der Columbia-Universität schon mit der Laserentwicklung beschäftigt.

 
 




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