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Lexikon der Optik: gasdynamischer Laser

gasdynamischer Laser, ein spezieller CO2-Laser, mit dem sich außerordentlich hohe kontinuierliche Strahlungsleistungen bis zu 100 kW erzielen lassen. Bei einem Gasdruck zwischen 104 und 106 Pa wird ein extrem schneller Gasaustausch mit Gasgeschwindigkeiten von 1300 m/s (vierfache Schallgeschwindigkeit!) nach dem gasdynamischen Düsenprinzip erreicht. Das komprimierte und (durch Verbrennungsprozesse) erhitzte Gasgemisch aus CO2 und N2 expandiert beim Austritt aus den Ultraschalldüsen und kühlt sich dabei ab. Auf diese Weise entsteht in dem austretenden Gasgemisch, das den Laserresonator seitlich durchströmt, die für den Laserprozeß erforderliche Besetzungsinversion. (Die Anregung der CO2-Moleküle erfolgt durch Stöße mit angeregten N2-Molekülen.)

In praktischen Ausführungen wurden verschiedentlich für den gasdynamischen Teil des Lasers Turbinentriebwerke von Flugzeugen verwendet.

Der gasdynamische CO2-Laser kann auch als chemischer Laser betrieben werden. In diesem Falle mischt man CO2 und metastabile Reaktionspartner in den Düsen, und die Besetzungsinversion im CO2 entsteht im Verlauf einer chemischen Reaktion infolge Stoßanregung durch angeregte Reaktionsprodukte.

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