Optisches Labyrinth I

Tisch mit Laser, Strahlteiler und kleine Spiegel

Was sind Laser?

Emission von Licht — Eine Emission tritt auf, wenn das Elektron von einem angeregten (hohen Energie-)Zustand auf den Grundzustand oder allgemein auf einen niedrigeren Energiezustand fällt. Bildquelle: Science Pavilion UZH

Als eines der letzten Rätsel im Escape-Room enthielt der optische Tisch mehrere versteckte physikalische Elemente, darunter vor allem Laser, Strahlteiler und Spiegel.

Laser gehören zu den wichtigsten Erfindungen der Physik der letzten fünfzig Jahre. Wie LEDs basieren sie auf der Quantenmechanik, funktionieren jedoch anders und erzeugen Licht von höherer Qualität. Der Name „Laser” steht für „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” (Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung) und unterstreicht den entscheidenden Unterschied: die Verstärkung.

Elektronen in Atomen können Energie verlieren und Licht emittieren, indem sie von einem höheren Energielevel auf ein tieferes springen. Dabei senden sie Licht aus, dessen Farbe durch den jeweiligen Energieunterschied bestimmt wird. Diese spontane Lichtemission erfolgt normalerweise zufällig. Wird der Prozess jedoch stimuliert, lässt er sich gezielt steuern: Eine externe Energiequelle regt die Elektronen zunächst auf höhere Energieniveaus an. Treffen anschließend Photonen mit genau der passenden Energie auf diese Elektronen, werden sie zur Emission identischer Photonen angeregt – mit gleicher Energie, Richtung und Phase. Spiegel reflektieren die entstehenden Photonen mehrfach, wodurch der Effekt verstärkt wird. So entsteht ein intensiver, kohärenter Lichtstrahl: der Laser.