PAR 36=Laserstrahl?

[jonny123400]

Hallo alle zusammen!

Ich hätte da eine Fräge wegen einem PAR 36.

Könnte man nich irgendwie den Strahldurchmesser(10cm) mit Linsen auf ein paar milimeter herunterzaubern?
Als ersatzlaser, den sich soger arme Schüler die nicht arbeiten leisten könnten

Wenn ja, was Für Linsen bzw. woher????????
Und könnte man da die Farben mit dichros filltern?



Dankeschön Für ihre Aufmerksamkeit

[ekkard]

Wenn es nur ums Experimentieren geht, kann man sich aus zwei Sammellinsen unterschiedlicher Brennweite eine einfache - nicht besonders gute - Strahlquerschnittsminderung aufbauen.
Prinzip: Eine große Linse mit großer Brennweite (z.B. 300 mm) bildet den Strahl mit großen Durchmesser in ihrem Brennpunkt ab (genau genommen in dessen Nähe).
Eine kleine Linse mit kleiner Brennweite (z.B. 20 mm) bildet das Bild der Quelle ins Unendliche ab, erzeugt also ungefähr einen Parallelstrahl, dessen Durchmesser (näherungsweise) im Verhältnis der Brennweiten verkleinert erscheint, nämlich 20/300. Bei einem 100 mm-Strahl führt dies auf einen Strahldurchmesser von 2000/300 (mm) = 7 mm.
Die Verlage für die Schulphysik haben alle dazu erforderlichen Linsen, Halterungen, Stative zu erschwinglichen Preisen (ansonsten die Edlen des Marktes: Linos, Coherent, Edmund)

[ekkard]

Achso, die Farbfilter. Ja, die kann man kurz vor dem Brennpunkt der großen Linse postieren. Dort können sie relativ klein sein, weil die Strahlung dort zusammen läuft.

[henne]

Wieso nur ein riesen Par36 mit bescheidener Leistung??
Es gibt doch so nette 150W-250W 50mm-Halogenreflektorlampen.
Die Teile sind übelst hell und auf Grund des geringeren Durchmessers werden die Linsen bezahlbar...

das Ganze sollte man aber auf 10-20m fokussieren, da es sonst vielleicht doch wieder gefährlich wird.

Grüße, Hendrik

(Hat einer einen konkreteren Tipp, wo man die passenden Linsen herbekommt?? - würde mich eigentlich schon interessieren...)

[tschosef]

Hai Hai...

muß ich auch was schreiben....

Im Prinzip dachte ich auch schon, dass ähnliches geht. ABER!
Die divergenz ....

Annnahme:
Du hast eine Punktförmige Lichtquelle, die strahlt in alle Richtungen ab. Eine Sammellinse im Abstand f (Brennweite) macht ein paralelles Strahlenbündel, mit Duchrmesser der Linse. (Also ist schon mal eine kleine Linse nötig)

Da aber eine Glühlame oder auch Entladungslampe keine punktförmige Lichtquelle ist, wird von der Linse welche ja im Brennweitenabstand steht folglich von jedem Punkt der Lichquelle ein paralelles Strahlenbündel im Querschnitt der Linse erzeugt. Die Divergenz ist dann also:
Verbindungslinie Linsenmitte<=>Ausenkanten der Lichquelle.

Deshalb ist ein Laser so gut!! Weil er beinahe eine echte Punktförmige Lichtquelle ist. Die Kohärenz bräuchte man für Shows eigentlich nicht, schadet eher (Augen).

Das könnte man mit herkömlichen Leuchtmitteln nur so erreichen:

Lichquelle <== abstand abstand usw => Blend mit kleinem Loch

Dabei währ der Wirkungsgrad kaum besser als bei nem Argonionenlaser oder sonstigem weil das meiste ausgeblendet wird.


Stimmts? oder lieg ich völlig falsch
gruß
Erich

[henne]

ich weiß nicht, ob Du diese kleinen 12V/50W-Flower kennst (Miniflower, etc.)
Diese teile haben eine normale Stiftsockellampe, die auf eine Parabolscheibe mit vielen (farbigen) Spiegeln scheint.
Über eine Sammellinse erreicht man auch nach 10-20m Entfernung verhältnismäßig scharfe Strahlen von ca. 1cm^2.

Man nehme nun stattdessen eine Reflektorlampe, versucht diese etwas zu kollimieren und schickt den strahl dann durch eine Sammellinse.
So dürfte man doch eigentlich wie beim Flower einen einzigen scharfen Strahl erhalten, der ersten nach >10m eklig wird

...oder ich habe etwas übersehen...

Grüße, hendrik

[sanaia]

Hallo,

Im Prinzip dachte ich auch schon, dass ähnliches geht. ABER!
Die divergenz ....

nach langem überlegen meine ich, es könnte theoretisch doch gehen, denn das was aus einer faser rauskommt, ist ja auch 'nur noch' licht. Durch die unzähligen mehrfachreflexionen ist die kohärenzlänge ebenfalls vermutlich schon im mm- oder gar µm-Bereich und die divergenz am faseraustritt ist auch mehr als schlecht - aber es ist eine extrem kleine punktquelle enormer helligkeit.
Nimmt man z.B. eine xenon-kurzbogenlampe, fokussiert die mit hilfe eines hohlspiegels und koppelt das licht mit hilfe weiterer linsen in die faser ein, dann hat man eine genügend hohe photonendiche am einkoppelpunkt. Am faseraustritt müsste der quellpunkt dann klein genug sein, um daraus einen dünnen und hellen parallelstrahl zu machen.
Für 'lasershows' sollte es reichen, für normale laseranwendungen ist es aber völlig untauglich. Ob das ganze aber billiger wird als ein gebrauchter laser, darf bezweifelt werden.

[tschosef]

Halloooo,


Sanaia schrieb:

Nimmt man z.B. eine xenon-kurzbogenlampe, fokussiert die mit hilfe eines hohlspiegels und koppelt........

Jou, daran dachte ich auch schon. Weis nicht ob es geht.
Das Problem sehe ich hier wieder beim Fokusieren.
Einen echten Punkt kann man mit einer Linse nur von einem Punkt machen. (geht also mit Laser)

Ansonsten kannst Du immer nur ein Bild von etwas machen, das aus mehreren Punkten besteht.
Linsenmachergleichung:
Bildgröße/Gegenstandsgröße= - Bildabstand(linse)/Gegenstandsabstand(linse)

Gegenstand ist die Lichtquelle, Bild ist dann das fokusierte Licht, welches in die Faser soll.

Um ein verkleinertes Bild zu bekommen muss der Gegenstand zwischen unendlich weit weg und der doppelten Brennweite von der Linse weg sein. Dann liegt das Bild zwischen Brennweite und doppelter Brennweite auf der anderen Seite der Linse, Kopfstehend.

Die Vergrößerung (bzw. Verkleinerung) = Brennweite/(Gegenstandsweite-Brennweite)

==> damit wir ein sehr kleines Bild von der Lichtquelle bekommen (also Vergrößerung kleiner als 1, weil ja so ne Faser so weit ich weis Durchmesser im zig-Mikrometerbereich hat) müssen wir die Lampe WEIT weg von der Linse stellen, und diese muß eine möglichst kurze Brennweite haben, womit sie automatisch auch schon einen kleinen Durchmesser hat (im Vergleich zum Lampenabstand).

Es ist ein Teufelskreis. So bekommt man wieder kaum was in die Faser rein.

"Da beist die Maus keinen Faden ab" sagte mein ehemaliger Chef immer.
Mit ner endlich ausgedehnten Lichtquelle bekommst Du keinen punktförmigen paralellen Strahl. Zumindest nicht, ohne das meiste des Lichtes zu verschenken.

Klar, wenn man sagt 10 Meter langer "Paralellstral" ist okay... dann gehts schon, weil man einfach den Fokus bei 5 Metern legt (Derby, oder auch Flower Effekte). Aber echt paralell ist das nicht.

Ich hoffe ich nerve hier nicht zu viel. Und wenn ich falsch liege, lasse ich mich gerne überreden, weil ich auch vieeel lieber sowas verwenden würde. Dann währ die ganze Problematik mit dem Laser weg. Vielleicht hat man bis jetzt nur noch nicht genug nachgedacht bzw experimentiert...

ÜBRIGENS.... ich arbeite an der Uni. Baue hier die Versuche für die Physikvorlesungen auf. Auch die optischen, wie zB das einfache Linsensystem mit Abbildungsgleichung usw.

Gruß derweil
Erich

[henne]

Was spricht gegen eine strahlaufweitung nach 10m?
Zielgruppe sind "Hobbykistenschlepper", die kaum die extrem geringe Divergenz eines Lasers für Ihre Keller, etc. benötigen. Zum anderen sinkt durch die Aufweitung die Gefahr bei Beamshows. Hätte man die Divergenz eines Lasers, hätte man auch eine ähnliche Gefahr, oder?

@Erich:
Wo du die Möglichkeit hast... Was hältst du von einem ELC24/150W Leuchtmittel? (ca. 5-6€ von Omnilux) Hält zwar nicht lange, aber du willst ja auch keine Unsummen ausgeben... An die 24V dürftest du wohl drankommen - sonst gibt's die auch mit 12V.

Mit einer Sammellinse bekommst du wahrscheinlich einen bretthellen strahl von 4-5cm Durchmesser hin. Mich interessieren würde jetzt die Kollimination auf <1cm

Ein paar Fotos wären dann genial... (Wo kommt man eigentlich halbwegs günstig an Linsen dran? Diaprojektoren ausschlachten??)

Grüße, Hendrik

[tschosef]

Hätte man die Divergenz eines Lasers, hätte man auch eine ähnliche Gefahr, oder?

Hmmm.... glaube nicht so sehr. Weil Kohärenz vieeeeeel schlechter. Schlagt mich bitte, wenn ich falsch liege.

kleines Beispiel: Die viel erzählte Geschichte der 100 Soldaten im Gleichschritt auf der Brücke. Trampeln sie duchreinander ==> kein Problem... im Gleichschritt (Kohärenz der Wellenfronten) könnte die Brücke (angeblich) aufgrund Resonanzen usw. brechen.

Ich hab grad vorhin mal was mit ner 250 W Halogenlampe ausprobiert. Mit (Vorlesungs schrott bastel) Faser... war nicht so berauschend. Der Brennpunkt war viel zu groß (50mm sammellinse). Außerdem hats mir dann gleich ne Halterung angekokelt, trotz Wärmeschutzfilter.
Kaum Licht am Faserende. (der Punkt schien hell.... aber wenn ich ihn noch angucken kann sind wir weit weg vom Laser).
Hab dann gleich wieder aufgegeben.

Zielgruppe sind "Hobbykistenschlepper", die kaum

Hmmmm... Eine Frage, wie machst Du dann das Blanking, geschweigedenn eine Farbmodulation? Im Vergleich; beim grünem / rotem Laser selbst für Hobyisten relatiev einfach.
Bei Entladungslampen beist es dann ganz aus mit dem Blanken. Das ginge nur mechanisch bzw. Optoelektronisch (Drehung, Kerreffekt oder ähnliches)

Vielleicht währen superhelle Dioden (Lumiled) interessanter, die kann man auch einfach blanken.

Ein paar Fotos wären dann genial

Ich mach mal welche

halbwegs günstig an Linsen dran

Jou....oder Schrottplatz (von Unis zB. die haben oft einen "zugänglichen" Platz wo so manche Optische Rarität liegt) Ich hab mal ein "Eidophor" ausgeschlachtet. Das war ein Kleinbussgroßer SW Videobeamer aus den 70ger Jahren (Vakuumtechnik, Linsen und und und).

So... ich mach mal eben...

gruß
Erich

[sanaia]

Naja, das einkoppeln in die faser ist nicht trivial, aber nicht unmöglich. Man kann ja 'lichttrichter' aus gradientenglas ziehen, die am einen ende z.B. 5mm durchmesser haben, und am anderen ende nur wenige µm. Das wird aber nicht ganz billig, weil man hier hochreines optisches glas braucht.

Halogenlampen und Metalldampflampen sind aufgrund der größe der lichtquelle nicht geeignet. Deswegen sagte ich ja kurzbogenlampe. Letztendlich wird aber der wirkungsgrad, also wieviel licht in die faser kommt, auch weniger als 1% sein, denn punktstrahler haben die unangenehme eigenschaft, als kugelstrahler zu fungieren. Wenn man tatsächlich 50% nutzen wollte, dann bräuchte man einen hohlellipsoidspiegel, in dessen einen brennpunkt die lampe, und in den anderen die einkoppelseite der faser kommt.

[tschosef]

Wow...

am einen ende z.B. 5mm durchmesser haben, und am anderen ende nur wenige µm

nicht schlecht, an sowas dacht ich auch mal. Gibts sowas? Hast Du sowas schon mal in Händen gehabt?

Weil ich danach gefragt wurde:


ist ne 250 W Halogen, (Osram, wenns recht ist) mit einer 0,2mm Lochblende davor. Dann 2 Linsen( eine mit etwa 10mm Brennweite die ander mit 120 mm). so kriegt man einen in etwa paralellen Strahl hin mit etwa 5 mm Durchmesser. Im Vergleich dazu ein <1mw Roter Laserpointer. Das ganze ganz knap neben das Objektiev der Kammera (drum scheint es so breit). Jetzt noch nen Farbfilter davor und man sieht nix mehr....

gruß derweil
Erich

PS:
Versuche mit einer Halogenlampe mit Reflektor waren ganz mies.
Kollege hat grad ne Kurzbogenlampe gebracht. Mal schaun, wie`s damit aussieht.

[sanaia]

nicht schlecht, an sowas dacht ich auch mal. Gibts sowas? Hast Du sowas schon mal in Händen gehabt?

ob sowas industriell gefertigt wird, weiss ich nicht. Ein glasbläser müsste es aber herstellen können. Man braucht ein Glasrohr und einen glasstab dazu. Der glasstab muß einen leicht größeren brechungsindex als das rohr haben, aber ohne spiel ins rohr passen. Weiterhin müssen die ausdehnungskoeffizienten beider gläser gleich sein, ebenso Tg (glasbildungstemperatur). Das aufeinander abzugleichen ist etwas kompliziert.
Dann wird der stab einfach in das rohr gesteckt und vor einer 'glasbläserlampe' zum schmelzen gebracht. Kurz bevor es flüssig ist nimmt man einen metallstab, ergreift das glühende ende und zieht es so schnell es geht vom stab weg - fertig ist die faser.

Problematisch ist allerdings das abkühlen (die brechen und zerspringen sehr schnell) sowie die bearbeitung der glasstabseite (schneiden, schleifen & polieren).

Vielleicht geht es aber auch ohne gradient, dann brauchst du nur einen beidseitig geschliffenen und polierten stab aus sauberem glas. Den erhitzt man in der mitte bis er glüht und zieht die enden dann schnell auseinander. Das ergibt genauso eine faser - aber nun eben mit zwei dicken enden

[tschosef]

apropos

(die brechen und zerspringen sehr schnell)

schon mal ne xenon kurzbogenlampe zersplittern gesehen? Ich schon

[henne]

Unabhängig davon ist das Ergebnis (Foto) ziemlich ernüchternd...

Ich dachte, wenn mann in Flowern bei geringerer leistung und zig Beams schon nette Strahlen hinbekommt, dass es mit einer stärkeren Lichtquelle und einem Beam noch schöner wird.

Allerdings scheint der 1mW ja schon zig Mal stärker zu sein...

Schade... Muss man halt bei Lasern bleiben

Grüße, Hendrik

[tschosef]

Huiiiiii.....

der WEISSLICHT GLÜHBIRNENLASER!!!!!!!








ist ne 100Watt HBO kurzbogen Lampe

[sanaia]

schon mal nicht schlecht. Wenn du nun noch nicht 95% des lichtes der lampe wegwerfen würdest ...

[tschosef]

Unabhängig davon ist das Ergebnis (Foto) ziemlich ernüchternd...

Ich dachte, wenn mann in Flowern bei geringerer leistung und zig Beams schon nette Strahlen hinbekommt, dass es mit einer stärkeren Lichtquelle und einem Beam noch schöner wird.

Allerdings scheint der 1mW ja schon zig Mal stärker zu sein...

Nun..... bei Flower Effekten sind die Strahlen deutlich dicker als hier bei unserem Experiment. Der Strahl hat etwa 5mm Querschnitt.
Was noch dazu kommt. Der Laser mit 1mw ist monochromatisch. Also 1mw rot.
Wenn man bei dem weißen Strahl noch Filter dazu nimmt kommt weniger raus.

Die letzten beiden Bilder stammen aus einem weiteren Versuch. Daten: Lochblende 0.2 mm, und die Gleichen linsen wie vorher, jetzt aber mit Kurzbogenlampe.

das mit dem Verschenken von so viel licht.... ich glaube, wenn ich nu einen Reflektor hin bastle, um viel licht an der blende zu haben, ist es schon wieder vorbei mit der Punktförmigen Lichtquelle. Ich hätt evtl. eine 1 mm Blende verwenden können (wenn ich sie gefunden hätte).

Bei nem Flower oder so, macht man halt viele viele solcher Strahlen, nicht ganz so klein, und schon sieht`s toll aus.

Letztendlich hängt das erreichbare Ergebniss von der Qualität der Lampe ab. Gewünscht ist eine möglichst hohe Leuchtdichte ==> LASER!!!!