Einfacher Systemaufbau f. DPSS - Spiegelkugelprojektion?

[heli]

Hallo,

villeicht kann mir von den pro's jemand helfen.

Wie könnte denn ein kleiner Systemaufbau aussehen mit dem ich auf rel. einfache Weise, gefahrlos - statisch einen Laserstrahl (kleiner grüner DPSS) auf eine drehende Spiegelkugel lenken könnte?

Raummaße: Deckenhöhe = 3m, Breite = 6m, Länge = 11m
Spiegelkugel Durchmesser = 40cm (hängt auf 2,80m höhe)
Entfernung DPSS - Spiegelkugel = ca. 5m

Der Effekt sollte einfach nur ein und ausschaltbar sein!
Ich benötige tatsächlich nur diesen einen Effekt.

Der DPSS sollte in der Leistung (o. evtl. Divergenz?) soweit anzupassen sein das keine Gefahr mehr von den refl. Strahlen ausgeht.

Habe per "suchfunktion" im Forum leider noch nicht wirklich was passendes gefunden.

Mit der freundlichen Bitte um Unterstützung...

Gruß
Heli

[bernd]

Hallo Heli,

meine Idee: DPSS -> Tunnelgenerator/-effekt -> Spiegelkugel

Tunneleffekt = Motor + Spiegel - Gibt es ab und zu bei ebay.

Problem: Du mußt die Funktion des Motors überwachen, sonst hast du im Fehlerfall einen stehenden Strahl auf der Spiegelkugel.

Zur maximalen Leistung bei deiner Anordnung / Maßen kann dir Ekkard im Sicherheitsforum vielleicht was sagen...

Grüße Bernd

[optokoppler]

Hallo Heli

Machs doch mit einer simplen Zerstreuungslinse, die du fest vor deinen DPSS montierst. Zerstreuungslinsen erkennst du dadurch, dass sie in der Mitte dünner sind als am Rande. Sie haben eine negative Brennweite, daher streuen sie eben.

Das Ganze lässt sich natürlich schön rechnen, wenn du aber keine Lust auf Physikbuch hast, so geht Probieren über Studieren. Die Bastelkiste gibt eh meistens nicht exakt das her was optimal wäre. Ein Optik- oder Fotohändler hilft dir bei Bedarf sicher mit etwas "Altglas" weiter.

Was bleibt, ist natürlich, dass du die Energiedichte deiner Strahlen ab Spiegelkugel zwingend im Auge (oder eben lieber nicht :wink) behalten musst und genügend aufweitest! Wie schon Bernd, verweise ich auf den Sicherheitsteil im Forum. Dort findest du mit etwas Suchen das eine oder andere durchgerechnete und praxisbezogene Beispiel zum Thema.

Gruss Henrik

[bernd]

Hallo Henrik,

mit einem aufgeweiteten Strahl könnte er aber auch gleich eine "Taschenlampe" - normalen Scheinwerfer nehmen. Ohne Zweifel jedoch die sicherste Methode!

Der "Lasereffekt" stellt stellt sich aber erst ein, wenn auf die Spiegelkugel Muster "gescannt" werden - Einfachstes Muster ein Kreis...

Grüße Bernd

[jan]

Die Beurteilung der Strahlsicherheit wenn man auf eine Spiegelkugel scannt stelle ich mir recht schwierig vor. Je nach Divergenz und Leistung, sowie Abstand zur Kugel und Größe der Spiegel hat man es mit einem bewegten Einzelstrahl hoher Leistungsdichte zu tun, der über die Spiegelkugel ein weiteres Mal umgelenkt wird, allerdings mit schwer vorhersehbarer Richtung. Eventuell wird es sogar günstiger weil ein einzelner Punkt im Raum seltener getroffen wird, aber wie das berechnen? Was, wenn die Spiegelkugel schaukelt?

Ein aufgeweiteter Strahl hat eine geringere Leistungsdichte und trifft eine größere Fläche auf der Kugel, wo er in viele Einzelstrahlen aufgesplittet wird. Das sieht durchaus anders aus als bei der Benutzung eines Scheinwerfers, ich habe das mal vor vielen Monden im Phantasialand gesehen, dort wurde es genau so gemacht. Übrigens benötigt man nicht zwingend eine (konkave) Streulinse; auch bei einer konvexen Linse wird der Strahl hinter dem Brennpunkt aufgeweitet.

[heli]

Hallo,

soweit besten Dank für die ersten Vorschläge und Tips.

zum Thema mit Tunnelgenerator anlasern:
Tunnelgenerator, - mechanisch (Scanner/Motor (Frequenz/Drehzahl?))
oder - optisch (zB. Transmissionsgrating)?

Manchmal, sind es die eher einfachen Anforderungen die
schwierig zu lösen sind - oder?

So richtig weiter bin ich halt immer noch nicht
In einfacher Erwartung "der" perfekten Lösung...

Gruß
Heli

[stoosssie]

Hi,

Grating geht leider net auf die von dir gesagten 5m.
Hat zu großen Abstahlwinkel.
Außer du hälst das Grating auf dem Weg zur Spiegelkugel
mit einem Halter in den Laserstrahl.

Wenn dann nur ein Tunnelgenerator mit kleinem Winkel.

Gruß Michael

[optokoppler]

@ JAN: Klar streut eine Konvexlinse nach dem Brennpunkt ebenfalls (sonst wäre ja der Brennpunkt kein Brennpunkt ). Nur: Der Brennpunkt liegt in diesem Falle, besonders wenn keine grosse Streuung gefragt ist, eben ausserhalb des Systems, d.h. irgendwo vor der Optik im Raum. Dies lässt sich mit der Konkavlinse vermeiden. Man bedenke dabei, dass die Evolution leider so witzige Zeitgenossen hervorgebracht hat, die nichts Besseres zu tun wissen, als auf Stühle zu steigen und mit dem Taschenspiegel im Strahlengang rum zu fuchteln

@ Heli: Sorry, eine bessere Lösung für dein Problem fällt mir bis jetzt auch nicht ein. Spiegelkugel ist und bleibt vermutlich leider eine etwas undankbare Sache...

Gruss Henrik

[funkydoctor]

Hi,

die beste Lösung ist mit Sicherheit ein Kollimator. Dabei hat man den Brennpunkt zwischen den beiden Kollimatorlinsen, und nicht ausserhalb des Systems (es sei denn man justiert die Sache falsch). Spezielle "Spiegelkugellaseraufweitungskollimationsoptiken" (findet man in keinem Duden ) gab's früher von tarm. Habe so einen noch hier liegen, will den aber nicht abgeben.

Das Ergebnis mit einem aufgeweiteten Strahl ist im Gegensatz zu "normalen" Spiegelkugelspots immer noch sehr viel besser.

Grüße,
Tobi

[ekkard]

Hallo Heli,
für Sicherheitsfragen ist das Forum "Lasersicherheit" zuständig. Aber nun ist die Diskussion schon etwas fortgeschritten und der Zusammenhang ginge verloren, wenn der Thread nun dort weiterginge; also …

Wie könnte denn ein kleiner Systemaufbau aussehen mit dem ich auf rel. einfache Weise, gefahrlos - statisch einen Laserstrahl (kleiner grüner DPSS) auf eine drehende Spiegelkugel lenken könnte?

Ab Laserklasse 3R (>1mW bis 5 mW, gebündelt) einschließlich muss man entweder die ganzen Sicherheitsberechnungen durchziehen, oder man sorgt für eine geschickte Aufteilung der Strahlung. Das Ganze beruht auf der Überlegung, dass ein Teilstrahl von 1 mW relativ gefahrlos auch einmal stehen bleiben darf.
Wenn man also den auf die Spiegelkugel gerichteten Primärstrahl so aufweitet, dass sagen wir rund 10 Spiegelchen wesentlich getroffen werden, dann gibt es 10 normalerweise bewegte Teilstrahlen, die 1 mW Leistung mitführen dürfen. Also darf der Primärstrahl 10 mW Leistung haben, ohne dass eine Bewegungsüberwachung erforderlich wäre.
Durch die Divergenz der Strahlen ist das Ganze ziemlich sicher. Dies kann man durch Betrachten der stehenden Teilstrahlen auf einem Blatt Papier selbst prüfen. Die stehenden Lichtflecken auf weißem Papier dürfen nicht blenden (oder - bei grün - nur ganz wenig). Gleichwohl sollte der Notaus betätigt werden, wenn die Spiegelkugel anhält!
Die Lasereinrichtung ab Spiegelkugel entspricht der Laserklasse 2 und ist nicht weiter anmelde- und prüfpflichtig. Allerdings ist der Laser selbst (10 mW) ein anmeldepflichtiges 3B Gerät. Der Raum zwischen Laser und Spiegelkugel ist LASERBEREICH, darf von Unbefugten nicht betreten werden, ist zu kennzeichnen und abzugrenzen.

Im Übrigen sehe ich noch ein Problem: In den seltensten Fällen verfügen die Bastelkisten über ein ausreichend sicheres Leistungsmessgerät. Die Herstellerangaben sind unzuverlässig! (Daher: Auf jeden Fall blendend helle Lichtflecke im Publikumsbereich vermeiden. Die wären nämlich in jedem Falle schädlich. Es versteht sich am Rande, dass man selbst nicht aus geringer Distanz in den Strahl schaut.)

[asphyx]

hi heli!

kurze meldung von mir, da ich diese aufgabe vor längerer zeit auch vor mir hatte.
in sachen sicherheit is schon einiges geschrieben worden, mit etwas verstand sollte das umsetzbar/verstanden worden sein. enthalt ich mich des weiteren wortes..

käme jetzt drauf an, ob du UNBEDINGT die spiegelkugel nutzen willst oder ne alternative, die einen sehr ähnlichen effekt gibt, mit relativ wenig leistungsverlust.

spiegelkugel:

möglichkeit 1, die schon genannte methode; kleiner motor lenkt kleine spiegelscheibe ab, entstehender kreis wird auf kugel gerichtet. vorteil: frequenzabhängig lässt sich einiges an strobo-FX rausholen, das strahlenmuster sieht auch sehr schön chaotisch aus, noch besser mit 2 Motoren, kannste den resultierenden lichtkegel oszillieren lassen, technisch in wenigen stunden bastelei umsetzbar. nachteil: wenn der Mo stehenbleibt... (deshalb besser 2 Mots)

möglichkeit 2, kleine konstruktion in der nähe der spiegelkugel anbringen. besteht aus einem prisma und 2 kurzen stäben (oder scheibchen) aus glas, besser noch acrylglas. der strahl kann von der ferne auf das prisma gerichtet werden, die ausgehenden 2 hauptstrahlen richtest du auf den mantel der acrylstäbe, was rauskommt ist je nach durchmesser der stäbe ein Paar nette linien (linelaserprinzip). diese linien richtest du durch drehung der stäbe auf die kugel aus, sinnvollerweise parallel zum äquator der kugel (einmal oberhalb, einmal unterhalb) und der laser überstreicht ZEITGLEICH etliche spiegelflächen (thema sicherheit).

für den fall, dass du dich mental von der spiegelkugel trennen kannst, nimm einfach einen kleinen getriebemotor (1:4000 empf.) setz dem nen kristall mit nem swarovski-schliff auf die achse, stell den laser mit dem richtigen (probieren) einfallswinkel auf diesen krissi ein, und entsprechend der anzahl der schliffe entsteht ein hübsches raumgitter. ist jedenfalls einfacher umsetzbar als die prismabastelei... pix wenn gewünscht per pm-anfrage.

tip, bei jeglicher einstellerei schu-brille auf die nase, du bekommst 1000% irgendwelche teilstrahlen ab! ! !

happy beaming!

[heli]

WOW,

so langsam komme ich ans Ziel!

@asphyx:
Die Sache mit den 2 Motoren, Prismen, Acrylglas-Stäben, Swarovsy's...
...hört sich alles richtig gut an, Danke!

Schutzbrille ist eh klar, ich glaube ich werd jetzt einfach mal einiges ausprobieren.

@Ekkard:
Hört sich irgendwie bisschen nach Mengenlehre an.

>Resp. 1 Watt entsprechend aufgeweitet auf 1000 Spiegelchen ergibt 1000
Strahlen á 1mW .....???????? <
Sollte das ganze wirklich sooo einfach sein???
Nöööö, oder - ich glaube nicht!

Gruß
Heli

[chw9999]

Moin!

>Resp. 1 Watt entsprechend aufgeweitet auf 1000 Spiegelchen ergibt 1000
Strahlen á 1mW .....???????? <
Sollte das ganze wirklich sooo einfach sein???

Klar ist das so einfach.

Aber bei einer evtl. Kreisprojektion wäre zu beachten: Bei Deinem Beispiel von 1000 Spiegeln müsste diese erst mal getroffen werden! Teilstrahlen mit 1 mW kommen also nicht raus, wenn man eine Kugel mit 1000 Spiegeln hat, aber nur 250 vom Kreis getroffen werden

Nur mal über den Daumen gehangelt:
1000 Spiegel mit ca. 0,5cm Kantenlänge = 1000x,5cm = 500 cm = 5 m.

Ein Kreis müsste also einen Durchmesser von 5 m /3,14=1,6m haben, um 1000 besagter 0,5nm-Spiegel anzustrahlen. -> Große Kugel

Aber wer geht schon mit 1 W auf Kreiseltur, da tut's eine "normale" helle Lampe besser

Cheers
Christoph

[ekkard]

Hört sich irgendwie bisschen nach Mengenlehre an.

Erklär' mir das mal per PM(?)

>Resp. 1 Watt entsprechend aufgeweitet auf 1000 Spiegelchen ergibt 1000 Strahlen á 1mW .....???????? <
Sollte das ganze wirklich sooo einfach sein???

Ich hatte geschrieben "wesentlich getroffen". Natürlich gibt es immer Spiegelchen, die nicht so ganz oder nur streifend getroffen werden; die zählen nicht. Aber hinter meiner Überlegung steckt eine ganz einfache Aufteilung des Strahles durch Aufweitung, bis die angestrebte Menge (Mengenlehre?) Spiegel getroffen werden.
Nur - 1000 Spiegel wirst Du kaum treffen.

[heli]

Hi,

nochmal zum Thema - Strahlaufteilung/Spiegelchen,
so wie ich das jetzt verstanden habe hiese das
im übertragenen Sinne zb. doch auch:

...wir nehmen 1 Watt Laserleistung aufgeweitet auf - wegen mir - 10cm Durchmesser am Zielpunkt (Leistungsmessgerät),
Wenn jetzt der Sensor des Leistungsmessgerätes einen Durchmesser von 1cm hat und ich diesen Sensor irgendwo in die Fläche des Zielpunktes halten würde, würde ich dann ein Leistung von 100mW messen?

Ich dachte bisher die Strahlungsenergie wäre an jeder Stelle des Strahles (wenn man von einem 100% perfekten Strahl ausgeht) gleich.
Mal abgesehen und nicht mit eingerechnet der Entfernung zur Laserquelle/Verlust.

Wir sind zwar mitlerweile "bisschen" vom eigentlichen Thema weg, aber zum besseren Verständniss bitte ich um weitere Klärung - Meinungen...

Gruß
Heli

[jan]

wir nehmen 1 Watt Laserleistung aufgeweitet auf - wegen mir - 10cm Durchmesser am Zielpunkt (Leistungsmessgerät),
Wenn jetzt der Sensor des Leistungsmessgerätes einen Durchmesser von 1cm hat und ich diesen Sensor irgendwo in die Fläche des Zielpunktes halten würde, würde ich dann ein Leistung von 100mW messen?

Nicht ganz: Wäre die Leistungsdichte (also Leistung pro Fläche oder Bestrahlung) auf dem Kreis von 10cm homogen (was nicht der Fall ist, in der Mitte ist sie höher als am Rand), dann wäre die Leistung auf dem Sensor 10mW, da das Verhältnis der Durchmesser (1cm/10cm) als Verhältnis der Flächen quadratisch eingeht, also 1/100.

Ich dachte bisher die Strahlungsenergie wäre an jeder Stelle des Strahles (wenn man von einem 100% perfekten Strahl ausgeht) gleich.?

Energie (Ws oder J) ist nicht Leistung (W), und gleich ist (theoretisch) die Leistungsdichte oder Energiedichte.

[lightfreak]

Ich dachte bisher die Strahlungsenergie wäre an jeder Stelle des Strahles (wenn man von einem 100% perfekten Strahl ausgeht) gleich

Nein, die Leistungsverteilung über den Strahlquerschnitt folgt einer Gaußschen Glockenkurve. Man spricht dabei auch von Normalverteilung.

Gruß

Simon

[ekkard]

Es ist korrekt, dass die Strahlverteilung sehr ungleichmäßig sein kann. In diesem Fall ist die Sache dann doch nicht so einfach. Für eine Gaußverteilung ist die Aufteilung - jedenfalls der mittleren Partie - so, dass man mit einiger Sicherheit folgende Aufteilung erhält.

...wir nehmen 1 Watt Laserleistung aufgeweitet auf - wegen mir - 10cm Durchmesser am Zielpunkt (Leistungsmessgerät),
Wenn jetzt der Sensor des Leistungsmessgerätes einen Durchmesser von 1cm hat und ich diesen Sensor irgendwo in die Fläche des Zielpunktes halten würde, würde ich dann ein Leistung von 100mW messen?

Von einem Durchmesser von 10 cm ist eine Fläche mit einem Radius von ca. 2,5cm "wesentlich" im Sinne der Norm. Eine Kreisfläche von 5 cm Durchmesser hat ein Flächenmaß von rund 19,6 cm² (3,14*(2,5cm)^2). Man kann also den Messwert in etwa so prognostizieren:
Der Sensor hat eine Fläche von 0,5cm^2*3,14 =ca. 0,785cm²
63% der Leistung (das sind 630 mW) fallen auf 19,6 cm² oder 32 mW/cm². (Im sicherheitstechnischen Maßstab ist das eine ganze Menge, nämlich 320 W/m²!!! - aber darum ging es hier nicht. 25 W/m² ist bei kurzem Blick in den Strahl gerade so lala.) Man würde also 32*0,785=28 mW auf der Messzelle con 1cm Durchmesser erwarten.

Ich dachte bisher die Strahlungsenergie wäre an jeder
Stelle des Strahles (wenn man von einem 100% perfekten Strahl ausgeht) gleich.
Mal abgesehen und nicht mit eingerechnet der Entfernung zur Laserquelle/Verlust.

Wie meinst Du das? Die gesamte Leistung im Strahl (das Integral über alle bestrahlte Teilflächen in einem festen Abstand) ist immer gleich, wenn man von der Absorption in der Luft und ihren Aerosolen absieht. Aber darauf kommt es hier nicht an, sondern auf die Leistungsdichte (W/m²) oder - bei endlicher Dauer - auf die Energiedichte (Joule/m²) an günstigen oder ungünstigen Stellen. In den Vorschriften wird je nach Bestrahlungsdauer ein Energie- oder Leistungsdichtewert, die so genannte maximal zulässige Bestrahlung, vorgeschrieben.
Ich hoffe, mich nicht verrechnet zu haben ...