Berechnung der LAserspotgröße

[CarinaKollimation]

Hallo Zusammen,

ich bin vom deinLaserForum übergeschwappt, da es dort hieß, dass man mir hier eventuell besser helfen kann.
ich hänge seid ein paar Tagen an dieser Frage und hoffe mir kann irgendjemand weiterhelfen.
Ich habe einen Aufbau bei dem aus meiner Faser ein paralleler Laser mit 6,35mm Durchmesser rauskommt, dieser soll durch eine Bildlinse mit Brennweite von -40 aufgeweitet werden und danach durch eine Kollimation mit Brennweite von 120 wieder parallelisiert werden. Der Strahl soll am Ende durch eine Fokuslinse mit Brennweite von 90 auf mein Werkstoff Fokussiert werden. (Bild 1) Die Bildlinse habe ich dabei Beweglich montiert, sodass ich den Durchmesser des Fokuspunkts anpassen kann. (Wellenlänge ist hier 1064nm)



Zur Berechnung des kleinstmöglichen Spots bin ich nun wie folgt vorgegangen:

Ich berechne erstmal den halben Öffnungswinkel:

Die Bildlinse und die Kollimationslinse sind 90,5mm von einander entfernt. Da Die Bildlinse f=-40 hat und die Kollimation f = 120 haben wir einen "Öffnungsfaktor" von 4 wenn die Linsen korrekt positioniert sind. Mein 6,35mm Strahl (Bild 2 Schwarze Markierung) wird also auf das Vierfache aufgeweitet, wenn er auf die Kollimationslinse trifft, das wäre eine Aufweitung auf 25,4mm. Für die Berechnung meiner Winkels benötige ich allerdings nur den blauen Bereich im Bild 2, also: ((25,4-6,35) / 2 )mm = 9,525 mm, mit arctan ergibt das einen Winkel Alpha von 6,008°.

Jetzt kommt der Spotdurchmesser:

Laut Formel aus dem Internet berechnet sich der Spot mit der Formel:
w_Spot = 2*(SPP/1000)/(PI*Strahlqualität*(arctan(Strahlradius an Kollimation/f_Fokus)

Mir fehlen also noch die Werte von:

SPP in mrad:
Bekomm ich aus dem halben Öffnungswinkel mit SPP = alpha_in_mrad * Strahl_Radius_um * 0,0001 mit alpha_in_mrad=PI/ alpha *1000 / 180 = 104,86 mrad und Strahl Radius in um = 6350um /2 = 3175 um ergibt sich SPP=332,9 mrad


Strahlqualität:
k = (Wellenlänge/1000) / (SPP*PI) =~ 0,001

Strahlradius an Kollimation ist 25,4mm/2 und f_Fokus ist 90.

Alles eingesetzt ergibt einen Spot von w_Spot =~ 4831um

Dieser Wert kommt mir aber viel zu groß vor. Ist die Rechnung und der Ansatz so korrekt? Mach ich irgendwo etwas falsch? Habt ihr eventuell einen komplett anderen Ansatz? Ich danke euch schonmal vielmals für die Hilfe.

[Death]

rübergeschwappt is gut.... ich hab dich geschubst

Aber auch hier Willkommen im Forum

Gruß
Michael ( Gewindestange )