Ausrichtung des Laserstrahls

Effekte ohne Scanning, Farbmischung, Fasersysteme und andere optische Komponenten.
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Killo2010
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Ausrichtung des Laserstrahls

Beitrag von Killo2010 » Fr 05 Nov, 2021 11:27 pm

Hallo,

Ich stelle mir die Frage, was passiert, wenn ich eine plankonvexe Sammellinse kippe?

Dazu habe ich zwei Bilder gemalt. Auf dem ersten fällt der Laserstrahl nicht parallel zu der Linsenmittelachse auf die Linse. Die Linse bündelt die Strahlen an der Brennweite, aber nicht im Brennpunkt.

Wenn ich die Bündelung aber an der Stelle des Brennpunktes haben möchte, Kippe ich die Linse. Würde das funktionieren?

Der Kippungswinkel ist in meiner Zeichnung das Beta.
Und a ist der Versatz des wirklichen Brennpunktes zu dem Brennpunkt auf der Mittelachse.

Vielen Dank.
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Death
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Re: Ausrichtung des Laserstrahls

Beitrag von Death » Sa 06 Nov, 2021 8:51 am

Hallo Kilo,

interessante Frage.

Also habe ich mal den Kaffeepott an die Seite geschoben, den Lötkolben angeworfen und eben auf der Drehbank vier kleine Passhülsen gedreht, damit ich die Minipointer eingefasst bekomme.

Eines habe ich schon mal festgestellt, die Minipointer sind Schei*e :lol:

Aber egal, was ich auf jeden Fall, denke ich mal, sagen kann ist : Der Pointer der der schrägen Linse am nächsten kommt, läuft vollkommen aus dem Ruder, bei deiner Zeichnung 2

Schiebe ich jetzt die Linse, läuft miteinmal der Pointer der am weitesten von der Linse weg ist, ins irgendwo.


Auf jedenfall brauche ich für so Sachen Achsparallele Pointer, alles andere ist Mist :D

Zeichnung 1:
Denk dir hier einfach einen hübschen Brennpunkt, geht mit den billigen Pointer jetzt nicht anders :oops:
P1010163.JPG
Zeichnung 2 :
P1010164.JPG
P1010165.JPG
Gruß
Michael
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Death
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Re: Ausrichtung des Laserstrahls

Beitrag von Death » Sa 06 Nov, 2021 8:57 am

Das ist auch noch schick, finde ich :D

Praktisch eine Totalreflektion des oberen Pointers im Glas
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Killo2010
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Re: Ausrichtung des Laserstrahls

Beitrag von Killo2010 » Sa 06 Nov, 2021 9:51 am

Hi Michael,

das ist ja super! Um das Prinzip zu zeigen, reichen auch die billige Pointer aus.

Das heißt, durch Kippen der Linse kann man den Brennpunkt verschieben. Allerdings muss man darauf achten, dass der Einfallswinkel nicht so groß wird, das keine Totalereflexion auftritt.

Vielen Dank für die schnelle und anschauliche Hilfe! :D

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Re: Ausrichtung des Laserstrahls

Beitrag von Death » Sa 06 Nov, 2021 10:19 am

Gerne, hat mir auch Spaß gemacht :D

Petersjoas87
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Re: Ausrichtung des Laserstrahls

Beitrag von Petersjoas87 » Mo 06 Dez, 2021 9:11 pm

sieht mit dem pointer richtig cool aus.-)

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Re: Ausrichtung des Laserstrahls

Beitrag von jojo » Di 07 Dez, 2021 12:23 pm

Nun, bei dem Experiment muss man ein paar Sachen berücksichtigen:
Man kann die Linse VEKIPPEN, sprich radial VERDREHEN oder axial VERSCHIEBEN.
Ein reines Verdrehen bringt bei einer sphärischen (kreisrunden) Linsenoberfläche nichts. Denn dreht man die Linse um den Mittelpunkt der Sphäre, hat man immer die gleiche Kreisform.
Die Verschiebung des Abbilds wird dann nur an der Linsenrückseite gebildet, deren Winkel sich ja zum Objekt verändert und damit die Brechung.
Viel größer ist der Einfluss beim axialen Verschieben der Linse zum Objekt. Hier ändert sich die Lage der Wölbung des Kreises zu den Objektstrahlen gewaltig.
Man sieht auch deutlich im Experiment, dass nicht nur die Linse verdreht wird sondern auch die Lage zum Objekt verändert wird. Würde die Mitte des Strahlenbündels immer exakt durch den Mittelpunkt der Linse laufen, wäre die Verschiebung des Bildes alleine nur durch den Winkel der Planfläche bestimmt.

Um das Bild zu verschieben, muss also die Linse nicht verdreht werden sondern nur verschoben.
Dabei kann es zu Verzerrungen kommen, weil die äußeren Strahlen in einem sehr flachen Winkel zur Linsenoberfläche fallen. Hier wirken sich Geometriefehler der Linse extrem aus. Und wie auch im Experiment gezeigt kommt es bei zu flachem Eintrittswinkel irgendwann zur Totalreflexion.

Ein Verdrehen der Linse um ihren mechanischen Mittelpunkt (NICHT des gedachten Kreismittelpunkts) oder um die Mitte der rückseitigen Planfläche kommt einer axialen Verschiebung gleich. Dazu denke man sich die Linse einfach als Vollkreis und sehe, wo der Kreis durch diese Drehung zu liegen kommt.
Der gedachte Kreismittelpunkt wandert weg, wird also verschoben.
Lediglich an der rückseitigen Planfläche werden die Strahlen ebenfalls gebrochen und die Brechung addiert sich. Der Effekt ist also etwas stärker als bei einer reinen Verschiebung.

Es genügt völlig, die Linse in einer seitlich verschiebbaren Platte zu befestigen. Eine Verdrehung, welche auch mechanisch aufwändiger wäre, ist nicht nötig.

Gruß

Joachim
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Re: Ausrichtung des Laserstrahls

Beitrag von Death » Di 07 Dez, 2021 11:04 pm

Cool, danke :D

Werd ich mal nachwuseln, hatte mir inzwischenso ein 5fach-LehrermachtoptischestrahlenexperimenteanderMagnettafelDiodenmodul mit Netzteilfliwatüt gekauft :freak:

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VDX
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Re: Ausrichtung des Laserstrahls

Beitrag von VDX » Di 07 Dez, 2021 11:58 pm

... wenn ihr mal frei mit Optik "spielen" wollt, kann ich euch Algodoo empfehlen - hier hatte ich dazu schonmal einen Post -- viewtopic.php?f=43&t=57890&p=294000&hil ... oo#p294000

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