Laserstrahlen kombinieren
Posted: Sun 23 Mar, 2014 3:29 pm
Laserstrahlen kombinieren - wie geht das eigentlich?
Es gibt mehrere Möglichkeiten, welche vom Anwendungfall abhängig sind.
Will ich...
1) Laser unterschiedlicher Farbe (Wellenlänge) kombinieren (alle Lasertypen)
2) mehrere Laser einer Farbe kombinieren (hier: Diodenlaser / DPSS)
2a) nur 2 Laser
2b) mehr als 2 Laser
.
Auch hier gilt - Qualität (geringe Verluste) hat ihren Preis.
.
1) Lösung:
- Dichro (dichroitische Filter)
2a) Lösungen:
- Polwürfel
- Polwürfel & waveplate (= Lamda-halbe-Plättchen = Polarisationsdreher)
2b) Lösungen:
- Spiegelschnitt
- Spiegelschnitt & eine Lösung aus 2a)
.
1) Dichro's - Details:
Dichro's sind beschichtete Glasscheiben die nur für ein enges Farbspektrum als Spiegel funktionieren, für einen anderen Teil des Spektrum durchsichtig sind. Diagramm
Wie so ein Aufbau funktioniert ist HIER zu sehen. Die Strahlen werden deckungsgleich übereinander gelegt.
Wichtig:
- Dichro's sind winkelabhängig - üblich sind 0°, 22,5° und 45°. Wir verwenden bevorzugt 45° Typen, 0° Typen werden in Laserprojektoren nicht eingesetzt.
- Üblicherweise werden mit dieser Technik Rot, Grün und Blau zusammengeführt. Es ist aber auch möglich, z.B. Rot mit 658nm und Rot mit 642nm zusammenzuführen - Problem hierbei dürfte für die meisten Leute der wesentlich höhere Preis für diese hochwertigen Dichro's sein.
.
2a) Polwürfel - Details:
Ein Polwürfel ist eine besondere Form des Strahlteilerwürfels, dem polarisierenden Strahlteiler. Mit diesem ist es möglich, die Laserstrahlen (egal welcher Farbe) deckungsgleich übereinander zu legen. Vorrausetzung ist, dass beispielsweise Stahl 1 horizontal polarisiert ist, und Strahl 2 vertikal (Grafik). Dies ist am einfachsten umsetzbar, indem die zweite Laserdiode im Winkel von 90° im Diodenblock montiert wird.
Beispiel für die Kombination: Wichtig:
- Wenn du bereits 2 Laser mittels Polwürfel kombiniert hast, dann ist das Ergebnis eine Mischung beider Polarisationsrichtungen. Das heißt, du kannst dann nicht nochmal mittels Polwürfel einen dritten Strahl einkoppeln.
- Es gibt Polwürfel, welche für eine bestimmte Farbe (Wellenlänge) optimiert sind - vor dem Kauf also mal nachfragen.
.
2a) Polwürfel & waveplate - Details:
Grundsätzlich wie 1a) aber:
- die Dioden werden mit gleicher Polarisation in die Halter montiert, was die Montage/Auswechseln vereinfacht.
- nach einer Diode wird die waveplate in den Strahlengang gebracht - bzw. direkt auf den Polwürfel geklebt.
- kostet mehr als 2a)
Beispiel (der Teil rechts oben): 2b) Spiegelschnitt - Details:
Beim Spiegelschnitt werden die Stahlen mehrer Laser (egal welcher Farbe) nebeneinander oder übereinander und/oder nebeneinander gelegt. Der Trick ist hierbei, so genau zu arbeiten, dass diese Strahlenbündel auch noch in großer Entfernung wie ein Gesamtstrahl aussieht.
Beispiel 1, Beispiel 2, Beispiel 3
Vorteil:
Die Anzahl der Laserquellen ist nicht auf 2 begrenzt ist.
Nachteil:
Mit steigender Diodenzahl wirds immer fummeliger und der Beam sehr "fett", weshalb man in der Regel 2 Spiegelschnittmodule mittels Polwürfel vereinigt.
.
Zum Schluss noch ein Gesamtschema:
HIER
Es gibt mehrere Möglichkeiten, welche vom Anwendungfall abhängig sind.
Will ich...
1) Laser unterschiedlicher Farbe (Wellenlänge) kombinieren (alle Lasertypen)
2) mehrere Laser einer Farbe kombinieren (hier: Diodenlaser / DPSS)
2a) nur 2 Laser
2b) mehr als 2 Laser
.
Auch hier gilt - Qualität (geringe Verluste) hat ihren Preis.
.
1) Lösung:
- Dichro (dichroitische Filter)
2a) Lösungen:
- Polwürfel
- Polwürfel & waveplate (= Lamda-halbe-Plättchen = Polarisationsdreher)
2b) Lösungen:
- Spiegelschnitt
- Spiegelschnitt & eine Lösung aus 2a)
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1) Dichro's - Details:
Dichro's sind beschichtete Glasscheiben die nur für ein enges Farbspektrum als Spiegel funktionieren, für einen anderen Teil des Spektrum durchsichtig sind. Diagramm
Wie so ein Aufbau funktioniert ist HIER zu sehen. Die Strahlen werden deckungsgleich übereinander gelegt.
Wichtig:
- Dichro's sind winkelabhängig - üblich sind 0°, 22,5° und 45°. Wir verwenden bevorzugt 45° Typen, 0° Typen werden in Laserprojektoren nicht eingesetzt.
- Üblicherweise werden mit dieser Technik Rot, Grün und Blau zusammengeführt. Es ist aber auch möglich, z.B. Rot mit 658nm und Rot mit 642nm zusammenzuführen - Problem hierbei dürfte für die meisten Leute der wesentlich höhere Preis für diese hochwertigen Dichro's sein.
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2a) Polwürfel - Details:
Ein Polwürfel ist eine besondere Form des Strahlteilerwürfels, dem polarisierenden Strahlteiler. Mit diesem ist es möglich, die Laserstrahlen (egal welcher Farbe) deckungsgleich übereinander zu legen. Vorrausetzung ist, dass beispielsweise Stahl 1 horizontal polarisiert ist, und Strahl 2 vertikal (Grafik). Dies ist am einfachsten umsetzbar, indem die zweite Laserdiode im Winkel von 90° im Diodenblock montiert wird.
Beispiel für die Kombination: Wichtig:
- Wenn du bereits 2 Laser mittels Polwürfel kombiniert hast, dann ist das Ergebnis eine Mischung beider Polarisationsrichtungen. Das heißt, du kannst dann nicht nochmal mittels Polwürfel einen dritten Strahl einkoppeln.
- Es gibt Polwürfel, welche für eine bestimmte Farbe (Wellenlänge) optimiert sind - vor dem Kauf also mal nachfragen.
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2a) Polwürfel & waveplate - Details:
Grundsätzlich wie 1a) aber:
- die Dioden werden mit gleicher Polarisation in die Halter montiert, was die Montage/Auswechseln vereinfacht.
- nach einer Diode wird die waveplate in den Strahlengang gebracht - bzw. direkt auf den Polwürfel geklebt.
- kostet mehr als 2a)
Beispiel (der Teil rechts oben): 2b) Spiegelschnitt - Details:
Beim Spiegelschnitt werden die Stahlen mehrer Laser (egal welcher Farbe) nebeneinander oder übereinander und/oder nebeneinander gelegt. Der Trick ist hierbei, so genau zu arbeiten, dass diese Strahlenbündel auch noch in großer Entfernung wie ein Gesamtstrahl aussieht.
Beispiel 1, Beispiel 2, Beispiel 3
Vorteil:
Die Anzahl der Laserquellen ist nicht auf 2 begrenzt ist.
Nachteil:
Mit steigender Diodenzahl wirds immer fummeliger und der Beam sehr "fett", weshalb man in der Regel 2 Spiegelschnittmodule mittels Polwürfel vereinigt.
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Zum Schluss noch ein Gesamtschema:
HIER
. Jetzt habe sogar ich es verstanden 
