Zusammenhang Resonatorlänge & Fokusdurchmesser

[steini1818]

Hi,

ich bereite mich derzeit auf eine Prüfung in Laser in der Fertigung vor. Dabei wurde eine Frage aufgeworfen, zu der ich mir leider keinen Reim machen kann... Hoffentlich könnt ihr mir helfen. Es geht um den Zusammenhang zwischen der Resonatorlänge und dem Fokusdurchmesser. Wie lautet er und warum ist er so?

Wie wirkt sich also eine Veränderung der Länge des Resonators auf K aus? Und warum?

Die longitudinalen Moden haben ja keinen Einfluss auf die Fokussierbarkeit oder?

Vielen Dank im Voraus!

Liebe Grüße
Steini1818

[VDX]

... je länger der Resonator bei gleichem Austrittsstrahl-Durchmesser, umso weniger divergent ist der Strahl, hat eine bessere Kohärenz und kann auf einen kleineren Fokus komprimiert werden.

Im Prinzip kannst du das mit einer Blende und dem Abstand von der Lichtquelle vergleichen - bei gleichem Blendendurchmesser ist der resultierende Lichtstrahl umso besser, je weiter weg die Blende ist.

Bei einer Lampe hast du noch das Problem mit der mit dem Abstand abnehmenden Intensität -- beim Laser ist das anders, weil bei längerem Resonator die Verstärkung sich besser auf die Mitte hin orientiert, so daß der Strahl selber auch eine bessere Kohärenz bekommt ...

Viktor

[steini1818]

Vielen Dank !

[Dr. Burne]

Die Resonatorgeometrie spielt auch eine Rolle.
Für teure Holographielaser werden gerne Ringresonatoren genommen, die haben dann auch entsprechend über 100m Koherenzlänge und lassen sich auch sehr gut fokussieren.

Desweiteren kommen noch Effekte wie thermische Linse im Lasermedium hinzu, die sich negativ auswirken können.

Bei Diodenlasern ist ja oft der Resonator nur 1-2mm lang, allerdings kommt die geringe Quellgröße bei transversalen Single Mode Dioden der Fokussierbarkeit zugute und die spektrale Breite wirkt sich leicht negativ aus.


Für die Strahlqualität wird ja ein Faktor angegeben, der sich aus Divergenz mal Strahlbreite ergibt, je besser dieser ist, desto besser lässt sich der Laser auch fokussieren.

[Matthias12]

Guten Abend,

Im Allgemeinen erzielt ein langer Resonator einen größeren Ausgangsstrahldurchmesser (nicht zwangsläufig, abhängig von der Geometrie). Wenn du einen Laserstrahl scharf fokussieren willst, dann wird der Fokus umso kleiner, desto größer der Strahldurchmesser vor der Linse ist. D.h. durch den größeren Ausgangsstrahl wirst du im Normalfall einen größeren Strahl vor deiner Linse haben und somit einen kleineren Fokusdurchmesser.


Viele Grüsse,

Matthias