L wie Laser
Die Macht des Lichts

Laser sind Energiebündel im doppelten Sinne: Lichtstrahlen werden stark gebündelt und können punktgenau sehr viel Energie abgeben. Industrie, Medizin oder IT machen sich ihre Kraft zunutze.
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In der Star Wars-Saga gilt das Laserschwert als äußerst vielseitig: Es kann als Waffe aber auch als Werkzeug verwendet werden. Und das mit höchster Präzision und Eleganz: Schließlich sei es "nicht so plump und ungenau wie Feuerwaffen", wusste Jedi-Meister Obi-Wan Kenobi. Tatsächlich ist die Macht des Lasers nicht nur Sciences-Fiction: Industrie, Handel und IT machen sich die Kraft des gebündelten Lichts zunutze. In der Medizin ermöglicht Lasertechnik eine präzisere und schonendere Behandlung. Doch Laserstrahlen können auch schaden und verletzen.

Laser ist die Abkürzung des englischen Begriffs "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation", zu Deutsch: "Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung". Damit sind sowohl die Geräte als auch die Technologie gemeint. Laserstrahlen sind extrem stark gebündeltes Licht: Die Lichtstrahlen haben dieselbe Wellenlänge und werden künstlich ausgerichtet. Die Strahlen streuen nicht wie bei normalem Licht, sondern laufen streng parallel. Laser sind also starke, stark gebündelte, ganz gerade und extrem scharf fokussierte Lichtstrahlen. Auf einer sehr kleinen Fläche wird so viel Energie konzentriert – und kann genutzt werden.

Eines der bekanntesten und relativ einfach aufgebauten Geräte ist der Helium-Neon-Laser, ein typischer Gas-Laser. Er besteht aus einer etwa zwanzig Zentimeter langen Röhre, die mit einen Gemisch aus den Gasen Helium und Neon gefüllt ist. Durch Aufheizen der Röhre wird das Gasgemisch zum Leuchten gebracht. Je weiter das Licht durch das Gas wandert, desto stärker wird es. Doch bei einem einmaligen Durchlauf würde noch kein Laserlicht entstehen. Deshalb werfen Spiegel an beiden Röhrenenden das Licht immer wieder zurück und verstärken es so zusätzlich. Auf der einen Seite ist der Spiegel etwas durchlässig, ein kleiner Teil des Lichts wird durchgelassen. Dieses Licht, zuvor unzählige Male durch die Röhre gelaufen, ist extrem stark und maximal gebündelt. Der Helium-Neon-Laser kommt dort zum Einsatz, wo es auf unkomplizierte Handhabung und hohe Zuverlässigkeit ankommt. Etwa in der Messtechnik, der Holographie, der Biologie oder – zumindest früher –als Strichcodeleser. Hier sind allerdings mittlerweile Halbleiter-Laser im Einsatz, die sich noch unaufwändiger und kostengünstiger betreiben lassen.

Im Vergleich mit anderen Lasern erreicht der Gas-Laser keine besonders hohe Leistung. Eine Hand in den Strahl zu halten, ist noch völlig ungefährlich, die Augen kann ein Gas-Laser mit einer Leistung von bis zu hundert Milliwatt empfindlich schädigen. Laser werden nach europäischer Norm in fünf Klassen eingeteilt: Bis zu einer Stärke von einem Milliwatt gelten sie als ungefährlich –diese Stärke haben etwa Laserpointer, die oft bei Vorträgen verwendet werden. Im Handel sind diese Laserpointer aber mit einer Stärke von bis zu zehn Milliwatt zu bekommen. Jedes Jahr gibt es in Deutschland mehrere Hundert "Blend-Attacken" auf Autofahrer, Lokführer und Piloten. Laser ab Klasse verletzen die Augen, wenn das Licht direkt auf die Netzhaut trifft. In der fünften Klasse schädigt die zugängliche Laserstrahlung auch die Haut. Beim Einsatz besteht Brand- und Explosionsgefahr. Diese stärkste Laserklasse wird in Industrie und Fertigungstechnik genutzt. Das extrem starke und fokussierte Laserlicht lässt an dem Punkt auf den es trifft eine so massive Hitze entstehen, dass sich Holz, Kunststoff, Papier und selbst Metalle schneiden, biegen und bohren lassen.

Die neue Wunderwaffe der Medizin

Weniger starke Laser werden in Medizin und Kosmetik verwendet. Mit Laserlicht lassen sich Körperhaare, Tätowierungen, Krampfadern und sogar Tumore entfernen. Dabei wird Laserlicht auf oder im Körper auf Gewebe gerichtet. Durch die Absorption des Lichts entsteht Hitze, die Haarwurzeln, Farbpigmente oder eben Krebszellen veröden lässt.  

In Operationssälen kommt immer häufiger das Laser-Skalpell zum Einsatz. Der unsichtbare Laserstrahl durchtrennt das Gewebe auf einer Linie, die so schmal ist wie ein Haar und hinterlässt dabei nur minimale Spuren am benachbarten Gewebe. Theoretisch. Denn ein nicht optimal justierter Laser würde mehr Schaden als Nutzen bringen: Die Energie des Laserlichts überführt Körperzellen von einem festem in einen gasförmigen Zustand. Dabei bringt die Hitze das Wasser in den Zellen kurzzeitig zum Kochen,  benachbartes Gewebe wird verbrannt: Die kaputten Zellen, im schlimmsten Fall würden Nervenzellen beschädigt. Lange haben Forscher deshalb an der Technik gefeilt und das Laser-Skalpell unzählige Male an Tierhaut getestet.

Mit Erfolg. Mittlerweile gibt es hochpräzise Laser-Skalpelle. Ihre Licht-Blitze sind so kurz, dass das Gewebe direkt vom festen in den gasförmigen Zustand überführt wird. Schneidet ein herkömmliches Skalpell durch Gewebe wird das benachbarte Gewebe durch die mechanische Belastung immer um bis zu 0,4 Millimeter beschädigt. Ein gutes Laser-Skalpell kann diesen Wert auf bis zu 0,1 Millimeter minimieren. Künftige Geräte sollen den Wert noch weiter senken und nur noch bis zu 0,01 Millimeter des angrenzenden Gewebes beeinträchtigen. Damit würde es bis auf eine Zelle genau schneiden. Medizinern der Universität Jena ist es bereits gelungen, ein menschliches Chromosom mit einem Laser zu zerschneiden. Ein Traum jedes Chirurgen – und seiner Patienten. Denn die Eingriffe werden verträglicher: Kleinere Wunden sorgen für weniger Schmerzen und Schwellungen nach der OP. Hochpräzise Schnitte und eine schnelle Heilung: Die Jedis wären wohl einverstanden.

Christina Stahl
Christina Stahl
Handelsblatt / Freie Mitarbeiterin
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