Divergenz

[nosferatu]

Hallo,

wovon hängt bei einem Diodenlader, bzw. einem DPSS Laser die Divergenz ab ?
Liegt das an der Güte der Optik ?
Manche Laser haben ja 0.5mrad und andre wiederum bis zu 2 mrad.

Gruß Marco

[tschosef]

halli hallo....



also... manche verwechseln "Divergenz" und "Divergenz"... es gibt mehr oder weniger zweierlei Divergenzen.

1. Mal angenommen du hast eine 100%ige Punktlichtquelle. Jetzt stellst Du eine Linse auf, genau im Abstand der Brennweite von der Punktlichtquelle, dann wirst Du ein paralelles Strahlenbündel bekommen, mit "Quasi" keiner Divergenz.Der Duchrmesser des Strahlenbündels entspricht dem Linsendurchmesser. Wenn der Abstand etwas größer oder etwas kleiner als die Brennweite ist, dann wieder der Strahl entweder etwas divergent (also auseinander laufen) bzw konvergent (also zusammen laufen bis zu einem Brennpunkt, nach dem Brennpunkt ist das licht wieder divergent, also auseinander laufend).



ABER... Da es tatsächlich KEINE 100%ige Punktlichtquelle gibt, und jede Lichtquelle quasi eine Größe hat, ist es unmöglich 100%ig paralelle Lichtstrahlen zu erzeugen.

Du kennst doch bestimmt den guten alten Pfei, den man in der Schule für die Strahlenoptik verwendet hat.

Stellen wir diesen wieder genau im Abstand der Brennweite einer Linse von dieser entfernt auf, dann werden alle Strahlen die von der Spitze des Pfeiles aus durch die Linse gehen nach der Linse paralell verlaufen, auch mit dem Strahlenbündeldurchmesser = Linsendurchmesser, aber etwas nach unten laufend, wenn der Pfei nach oben zeigt.

Alle Strahlen die vom Fuß des Pfeiles aus gehen, werden ebenfalls nach der Linse paralell laufen, aber etwas nach oben.. (auch mit dem Lindendurchmesser)

also ist insgesammt ein "Lichtbündel" vom gesamten Pfeil ausgehend nach der Linse zu finden, das jedoch etwas "Auseinander" läuft, und dessen Durchmesser vom Linsendurchmesser ausgehen zunimmt.

Das nennt man die eigentliche Divergenz. Sie hängt im Prinzip "NUR" von der Größe der Lichtquelle ab. Daher kann man ja mit LED oder Glühlampe KEINEN so feinen Strahl erzeugen, der auf weite Strecken Paralell läuft.

selbst wenn Du jetzt den Abstand von Linse und Objekt (Pfei) veränderst.. es wird IMMER einen Anteil von Lichtstrahlen geben die auseinander laufen. Man kann keinen paralellen Strahl erzeugen.

OK?

*EDIT*
Oups.. um nun deine Frage zu beantworten, Es hängt von der eigentlichen Lichtquelle ab. Das "modell" das ich hier erklährt hab wird noch deutlich komplexer, wenn man bedenkt, das Laserdioden unterschiedliche ausmessungen in den beiden Achsen haben... Man kann durch blenden bzw diverse optiken diese Ausmessungsunterschiede kompensieren, muss aber letztendlich doch immer einen kompromiss zwischen qualität und quantität eingehen.....

Viele Gruße
Erich

[nosferatu]

Hallo Erich,

meine Frage ist jetzt, kann ich bei einem DPSS der 2mrad hat
was an der strahlqualität tun ? so daß man auf z.b. 0.5 mrad kommt ?

Gruß Marco

[funkydoctor]

Hallo Marco,

wenn Du mit Hilfe eines externen Kollimators den Strahldurchmesser vervierfachst, kommst Du auf ca. 0,5mRad. Nur hast Du dann einen ziemlich dicken Strahl...

Grüße,
Tobi

[tschosef]

hai hai...

sorry für die späte antwort... bin nach hause gefahren...

meine Frage ist jetzt, kann ich bei einem DPSS der 2mrad hat
was an der strahlqualität tun ? so daß man auf z.b. 0.5 mrad kommt ?

kommt drauf an, warum er 2mrad hat. Wenn er eine divergenz von 2mrad hat, weil das "leuchtende objekt" nicht im Brennpunkt der Kolimatoroptik liegt, dann kann man die divergenz durch Korrigieren des Abstandes besser hin bekommen.

wenn die divergenz wegen der größe des leuchtenden objekts so ungünstig ist, dann kannst Du nur die größe des Lichtaustrittes vermindern in dem du zB eine Lochblende zwischen Linse und Emitter montierst ==> Bessere Divergenz, ABER dafür jetzt weniger leistung.

is halt so... man kann viel leistung entweder dadurch erreichen, dass man eine riesige leuchtende fläche hat, was aber zu einer ungünstigen Divergenz führt. Da die flächenleistung dann aber relatiev gering ist, tut man sich leichter mit kühlen und haltbarkeit, und die Sache ist viel leichter zu justieren.

ODER man hat eine sehr kleine leuchtende Fläche mit der selben leistung ==> hohe leistungsdichte ==> mehr probleme beim kühlen, mehr probleme wegen haltbarkeit, schwieriger zu justieren usw usw...ABER bessere Divergenz.


Bestes Beispiel sind die 100 mw Laserdioden... sie haben sehr unterschiedliche Ausdehnungen in den beiden Achsen ==> dadurch haben sie Unterschiedliche Divergenz in den beiden Achsen.
Wenn man jetzt eine kolimatorpotik nimmt mit kurzer brennweite, so das diese Optik dann recht nahe am Laserchip ist, dann bekommt man zwar das meiste Licht in die Linse, und viel leistung raus, ABER die Divergenz ist mies... UND sogar noch in 2 achsen verschieden (sieht man auch an den Lasermodulen... Der Fleck hat in einer Ebene Ausfransungen)

Wenn man aber nun eine längerbrennweitigere Optik verwendet, dann wirkt schon der Linsendurchmesser der Eintrittslinse als Blende... es werden nur noch die Strahlen in die Linse gelassen, die nahe am Emitterzentrum liegen. Dadurch kann man einen Strahl hin bekommen, der viel weniger divergenz hat. AAAAABER... jetzt fehlen auch etwa 40% der Leistung, weil die garnicht in die Linse gelangt.

So ist das leben...

Viele Grüße
Erich