Nicht-divergierende Laser ?

[rolfk]

Hallo, ich hoffe ich kann das hier posten . -----
ich suche Daten über nicht-divergierende Laser,falls es sowas überhaupt gibt.Falls jemand Informationen über hochpräzise Fernlaser hat,würde ich mich über jede Info freuen.Hintergrund sind private Überlegungen über Fernlaserstrecken,ähnlich wie sie zur Vernetzung des geplanten Grossteleskops auf dem Mond eingetzt werden sollen.Dazu benötigt man allerdings praktisch Null-divergenz.Mit einfachen Lasern lassen sich siche kaum hunderte von kilometern überbrücken ohne Strahldivergenz.Ich meine auch irgendwo von einer geplanten Mond-Erde Strecke gelesen zu haben . Eigentlich suche ich nur ein paar Infos wie genau Laser überhaupt arbeiten können auf grosse Entfernungen. Ums auf den Punkz zu bringen , suche ich einen Laser mit viel Power , der auf 300000 km miximal 1 cm Stahlabweichung hat.Gibts sowas schon ? Grüsse RolfK

[afrob]

ich suche Daten über nicht-divergierende Laser,falls es sowas überhaupt gibt.

Gibt es nicht. Elektromagnetische Strahlung wird immer mit dem Quadrat der Entfernung schwächer, d.h. die Energie verteilt sich auf eine wachsende Fläche.

...Vernetzung des geplanten Grossteleskops auf dem Mond eingetzt werden sollen.Dazu benötigt man allerdings praktisch Null-divergenz.

Angenommen, du stehst an einem Ende des Tals, ein Kollege mit einer Taschenlampe am anderen, es ist Dunkel.
Wie breit ist der Lichtkegel auf deiner Seite des Tals?
Kannst du die Taschenlampe dennoch sehen?
Kann man Morsezeichen (=beliebige Information) übertragen?

Die bei verschiedenen Mondmissionen zurückgelassenen Prismenspiegel auf dem Mond wurden bereits von der Erde aus angepeilt. Der von dem 1m² grossen Spiegel reflektierte Laserstrahl war AFAIR als er auf der Erde ankam auch etwa so breit wie die Erde. Zum detektieren der Reflektion reichte eine Hand voll aufgefangener Photonen.

Grüsse,
afrob

[rubylaser694]

Dafür benötigst du ein Hubbleteleskop oder besser;-)!

Um auf 1 cm Strahldurchmesser (oder auch Abweichung) bei 300000000meter zu kommen brauchst du eine maximale Divergenz von 0,000000033mRad!!!!!!

oder 1 mrad (Milliradiant) Divergenz => 1m Strahldurchmesser auf 1000meter (also 1mm/meter)
Bei 300000000m währen das -> 300Km Strahldurchmesser.

Ein paar Seiten....die hatten einen Laser mit 1,5meter (Teleskop Durchmesser) Optik und ca.10Km Strahldurchmesser am Mond wenn ich richtiggelesen hab! sollte 0,033mRad sein

http://physics.ucsd.edu/%7Etmurphy/apollo/lrrr.html
http://www.washington.edu/newsroom/news ... 11402.html
http://www.fesg.tu-muenchen.de/fesg/for ... lr/llr.php

MFG
DanielB

[tschosef]

hai hai....

da haben wir mal drüber "diskutiert". Vielleicht hilft es weiter.

viewtopic.php?t=38188&highlight=divergenz


gruß
Erich

[richard]

http://www.wettzell.ifag.de/ die haben da ein schönes, kleines Laserchen..[/url]

[rubylaser694]

Die hatten bei dem Enfernungsmessen von Mond-Erde einen gepulsten YAG Laser (Klasse 4) mit viel Power! Am Ende suchten sie aber auch Photonen einzeln zusammen !

[rolfk]

Hallo Leute, danke für eure Postings.Sehr interessant zu lesen.-Habe auch die Problematik mit der Strahlerzeugung bez. der Divergenz nun verstanden. Wenn ich das aber richtig lese,dann sind von 10km nach 1 cm noch ein ganz schönes Stück.Ob das jemals erreicht werden kann ? Obwohl die Teleskope werden doch immer grösser... Gruss RolfK

[floh]

ein weiteres Problem wird die Luft sein. Unterschiedliche Luftschichten mit verschiedenen Temperaturen brechen und verzerren den Strahl. Je weiter die Distanz desto grösser dieses Problem.

[chw9999]

Mal Butter bei die Fische:

Ich habe mal eben "im Internet" nachgeschaut, da, wo m.E. jeder seine Recherche beginnen sollte...

Nach Hecht, J. The laser guidebook, McGraw-Hill Publishing Company, N.Y. 10020, 1986, was jeder im Regal stehen haben sollte (;-)), ist demnach die Divergenz durch die Beugungsbegrenzung festgesetzt.

Für Licht der Wellenlänge λ parallel emittiert aus einer Quelle des Durchmessers D(L) ist dies demnach

Divergenz = 1.22 * λ / D(L)

Schnell mal eingesetzt, so erhalten wir (unter der unten angegebenen benötigten Divergenz von 0,000000033mRad) einen benötigten optischen virtuellen Durchmesser von 19668 m, also knappe schlappe 20 km. Alles unter der Annhame, dass ich mich nicht verrechnet habe. Du brauchst also ein verdammt großes Fernrohr.

Allerdings erinnere man sich an die Auflösungen, die derzeit beispielsweise im Radiowellenbereich erreicht werden: Hier stehen nur wenige Radioteleskope in großem Abstand (km) zu einander, und deren Entfernung spiegelt sich dann in einem virtuellen Durchmesser wider, d.h. sie entsprechen dann in etwa einem Teleskop mit dem Durchmesser des Abstandes (optisch ist man bei ca. 20 m, wenn ich mich recht erinnere, genaueres google man bitte selbst). Das wurde aber bisher nur Empfängerseitig realisiert, nicht senderseitig...

Rechnung zu oben:

D(L) = 1,22 * λ / Divergenz
Divergenz = 0,000000033 mRad = 0,000000000033 (1 mrad = 1 m/1000 m)
Wellenlänge λ = 532 nm
1 nm = 1E-9 m -> 1 nm=1 μm/1.000 / = 1 mm/1.000.000 = 1 m/1.000.000.000

D(L) = 1,22 * 532 nm / 0,000000000033 (m/m)
D(L) = 1,97E+13 nm -> (* 1E-9 für nm->m)
D(L) = 1,97E+4 m = 19700 m = 19,7 km

Stimmts? Ich trau' der Formel selbst nicht... Haben wir hier denn keinen Physiker

Quellen:
http://bibliothek.fzk.de/zb/berichte/FZKA7083.pdf
http://de.wikipedia.org/wiki/Divergenz_%28Optik%29

Cheers
Christoph

[rolfk]

Hallo, 20km ,schluck ... Für die Zwecke für die ich mir ausgedacht habe,könnte man auch mit Radiowellen arbeiten,das wär micht das Problem.Die Feldstärken wären dann wahrscheinlich das Problem oder ist das egal ob ich mit Licht oder Radiowellen arbeite ? hmm . Ich dachte immer dass man Licht besser bündeln kann,ist wohl ein Irrtum . Gruss RolfK

[chw9999]

Ich dachte immer dass man Licht besser bündeln kann,ist wohl ein Irrtum

Einfacher auf jeden Fall (z.B. Glaslinse statt Parabolspiegel oder gar Gravitationslinse) .

Setze doch mal eine andere Wellenlänge als die oben angegebene ein... Umrechnungsfaktoren von nm auf cm-Wellen nicht vergessen

Du stellst eben außerordentliche Ansprüche... Klär uns doch mal auf, wofür eigentlich Was möchtest Du denn messen? Oder ist das "geheim"?

Cheers
Christoph