Video Januar 2013

Laserlicht gehört mit zu den faszinierendsten visuellen Eindrücken, die wir kennen. Das rasante, bunte Spiel entdecken wir in Discos, an Wänden, am Himmel - und immer häufiger auch im Heimkino.

Bei Science-Fiction-Filmen gehören Laser zur Grundausstattung jeglichen Waffenarsenals. Und ebenso spektakulär wirken sie im echten Leben, wenn die dünnen Strahlen Bilder auf Wolken zeichnen oder bei Rockkonzerten eindrucksvolle Lightshows kreieren. Der feine Unterschied zwischen Fiktion und Realität: Was im einen Fall trotz beeindruckender Wirkung in handliche Kalibergröße passen soll, benötigt im tatsächlichen Einsatz große, wasser- oder luftgekühlte Armaturen.

Auch im Heimkino trifft man immer öfter auf Lasertechnik. Längst etabliert sind Laser in Blu-ray- und DVD-Playern. Und in der video 12/ 2011 (ab Seite 52) konnten wir den ersten, im Heimkino einsetzbaren Beamer, den Panasonic PT-AT5000, vorstellen. Wann aber ist Lasertechnik zu aufwendig, und wann hat sie Kugelschreibergröße? Und wie sieht unsere Laserbild-Zukunft aus?

Laser am Himmel

Die deutsche Firma LOBO ist der weltweit führende Anbieter für Show-Laser und inszeniert selbst Laser-Shows. Geschäftsführer ist der Diplom-Ingenieur Lothar Bopp, der sich in Lasertechniken minutiös auskennt. Er macht klar, welche himmelweiten Unterschiede es zwischen den Lasertechniken gibt, und warum der ehemalige deutsche Elektronikhersteller Schneider mit seinem LaserTV, den LOBO anfangs sogar mitentwickelt hat, gescheitert ist - und heute immer noch scheitern würde.

Der große Traum des Unternehmens aus Türkheim war schon damals, Fernseher und Beamer in kompakter Größe und mit perfekter, nie dagewesener Bildqualität anzubieten. Denn Laser haben eine heiß begehrte Eigenschaft: Sie sind extrem farbrein und liefern daher äußerst klare und tiefe Farben. Videobilder könnten auf diese Weise in einem völlig neuen Glanz erscheinen.

Lothar Bopp führt eindrucksvoll aus, um welche riesige Kostenspanne es bei der Lasertechnik geht. Beamer-Helligkeit wird in ANSI-Lumen gemessen, und professionelle Projektoren schaffen aus dem Stand 5.000. Sie liegen dabei preislich im Tausender-Euro- Bereich. "Schneiders Laser erreichten im Maximum ebenfalls 5.000 Lumen, kosteten aber 500.000 Euro", betont Bopp.

Damit ist bereits eine der großen Herausforderungen der Technologie beschrieben: Nicht die Erzeugung eines Lasers ist heute schwierig, sondern ihn für Videobilder hinreichend lichtstark zu züchten. Und das, obwohl die Blitze aus Lasershow-Kanonen gleißend hell wirken und Bilder sogar auf ferne Wolken malen können. Doch diese Sparte von Projektoren funktioniert anders. Bilder und Schrift zeichnet ein einzelner, die Farbe wechselnder Laserstrahl hier nur als Kontur. Gelenkt wird er über einen Spiegel, der sich, vom Computer gesteuert, schnell bewegen lässt. Von "High End" spricht man in diesem Fall, wenn die Konturen rund 30-mal pro Sekunde mit 375.000 Bildpunkten gezeichnet werden. "Der Schneider-Laser dagegen sollte ein klassisches TV-Bild erzeugen", macht Fachmann Bopp klar. Das bedeutet: Nicht nur Konturen sind zu schreiben, sondern jedes Mal komplett ausgefüllte Bilder, die wie im Videobereich üblich zeilenweise aufgebaut werden. Bei 576 Zeilen ergeben sich daraus fast 600.000 Bildpunkte - und das 50-mal pro Sekunde. Man bewegt sich hier also in ganz anderen Dimensionen. Und da das vorhandene Licht auf viel mehr Bildpunkte verteilt werden muss, reduziert sich die Helligkeit pro Bildpunkt dramatisch.

Selbst bei heutigem Technikstand - zehn Jahre nach Schneider - hält Bopp den Aufwand für ein solches Konzept für viel zu hoch. "Wir haben uns seitdem etwa um den Faktor vier verbessert." Das bedeutet: 5.000 ANSI-Lumen würden ungefähr 125.000 Euro kosten.

Im Kleinen wird's einfacher

Die Projektoren, die Schneider Technologies in den 90ern präsentierte, arbeiteten laut damaligem technischen Stand mit imposanten Laserkanonen und waren für relativ weit entfernte, große Projektionsflächen ausgelegt. Man benötigte dabei hochqualitative Laser mit starker Bündelung für bestens fokussierte Bildpunkte, erklärt der Lobo-Mann. Für kleine Distanzen, wie sie die Strahlen innerhalb eines Heimkino- Rückprojektors zurücklegen, fallen die Anforderungen an die Bündelung weniger kritisch aus. Zudem muss man den Lasern viel weniger Helligkeit abverlangen. Für solche Bedingungen lassen sich dank des heutigen Know-hows inzwischen deutlich kleinere Laser bauen. So gelangte man von den großen, aufwendigen Gas-Ionen-Lasern mit wasser- oder luftgekühlten Glaskolben zur kompakten Festkörper- DPSS-Technik (Diode Pumped Solid State, auf Deutsch: Dioden-gepumpter Festkörper- Laser).

Der Laser generiert sich dabei aus dem Teamwork von nicht sichtbarem Infrarotlicht als Energiequelle und einem Kristall. Das Infrarotlicht wird in den Kristall hineingelenkt ("gepumpt"), der durch die zugeführte Energie zu leuchten beginnt. Zwischen zwei Spiegeln eingeklemmt, wechselt das Licht im Kristall hin und her, wobei es sich stetig verstärkt. Zudem zwingt man ihm eine bestimmte Leuchtrichtung auf, wodurch es sich immer weiter bündelt. Hat es die beabsichtigt hohe Intensität erreicht, tritt es durch einen der beiden Spiegel als richtungsstabiler, stark gebündelter Laserstrahl aus. Daher rührt der Name "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation", was in etwa "Lichtverstärkung durch anregende Strahlung" bedeutet. Nach wie vor experimentieren und tricksen die Forscher dabei:

Die Zusammensetzung der eigens gezüchteten Kristalle, das Zusammenspiel von lnfrarotlicht und Kristall sowie das Verändern von Licht-Wellenlängen sind dabei die derzeitigen Spielfelder.

Doch selbst bei dieser Technik ist die Lichtausbeute im Verhältnis zum Kostenaufwand noch zu gering für eine n breiten Einsatz bei Heimkino-Beamern - zumindest zum jetzigen Zeitpunkt.

Anders ist das bei den "Dioden-Lasern" als klar günstigere Variante. Hier wird statt des lnfrarotlichts als Energiequelle ein einfacher, elektrischer Strom "gepumpt", der durch den Kristall hindurchfließt. Das entstehende Laserlicht ist zwar viel weniger zu bündeln und heller als beim DPSS-Ansatz. Doch die Möglichkeit reichen für Laserpointer, Blu-ray Player und sogar Beamer.