Qual der Wahl

Laserstrahl aufweiten ja, aber mit der geeigneten Methode

Wenn Ihr Laserstrahl zu klein oder zu groß ist, können Sie dies prinzipiell mit dem Hinzufügen geeigneter Optiken einfach ausgleichen (Strahlaufweiter oder Strahlreduzierer). Aber Vorsicht: Es gibt zwei grundlegend unterschiedliche Möglichkeiten dazu - die wiederabbildenden Optiken und die nach dem Galileo Fernrohr.

Welche Möglichkeit ist die Richtige? Das hängt von Ihrer Anwendung ab!

Vor der Erklärung, wann welcher Typ sinnvoll eingesetzt wird, werfen wir zunächst einen Blick in das Innere des Zubehörs und erklären, wo die physikalischen Unterschiede liegen.

 

Wiederabbildende und Teleskop-Optiken

 


Abb. 1: Schema strahlreduzierender Optiken: Teleskop-Optik versus wiederabbildende Optik (die vertikalen Linien symbolisieren Linsen)

 

Bei wiederabbildenden Optiken macht eine einzelne Linse quasi ein “Bild” des Objekts – in unserem Fall das Laserstrahlprofil und bildet dies an einer exakten Stelle ab. Das Bild wird dabei abhängig vom Linsentyp entweder vergrößert oder verkleinert.

 

Galileische Fernrohre verfügen hingegen über zwei Linsen. Handelt es sich um einen Strahlreduzierer, wird der parallele Strahl von der ersten Linse zunächst gebündelt. Die zweite Linse richtet den Strahl dann wieder parallel, und bildet ihn nach Unendlich ab. Dadurch entsteht effektiv ein kleineres Bild des ursprünglichen Laserstrahls.

 

Es gibt zwei wesentliche Unterschiede zwischen diesen beiden Ansätzen.

  • Es ist wichtig, wo die CCD-Kamera in Relation zu dem Strahlreduzierer oder -aufweiter positioniert wird.
  • Es ist entscheidend, ob der Laserstrahl divergent sein kann oder kollimiert sein muss

 

 

Position, Entfernung und M2

 

Eine herkömmliche wiederabbildende Optik projiziert das Profil (eben größer oder kleiner) exakt an einer Stelle auf der x-Achse (Richtung der Laserausbreitung). Befindet sich die Kamera nicht an der richtigen Stelle, wird man eine von der Erwartung abweichende Größe messen. Wenn es also das Ziel war, die Strahlbreite exakt zu messen, könnte man an dieser Stelle aufgeben – oder ….

 

… man arbeitet beim Aufbau der Optiken für die wiederabbildende Kamera sehr gewissenhaft und folgt exakt den Anleitungen, die die Platzierung für Abstandhalter und ND-Filter vorsehen. Prüfen Sie auch die Kompatibilität der Halterungen.

 

Bei einem Teleskop müssen Sie im Vergleich auf keine dieser Einschränkungen Rücksicht nehmen, da der Ausgangsstrahl wieder parallel ist. Das bedeutet, wenn Sie einen Reduzierer zur Messung des M2 benötigen, müssen Sie dafür einen Teleskop-Aufbau verwenden, da das M² nur aus mehreren Strahldurchmessern bei unterschiedlichen Positionen berechnet werden kann.

 

Divergent oder kollimiert?

 

Eine Galileisches Teleskop kann nur bei kollimierten Lasern verwendet werden. Wie Sie im Bild unten sehen, wird der Strahl um denselben Faktor divergenter um den man ihn reduziert. In anderen Worten, ist der Ausgang des Strahlreduzierers dreimal kleiner, wird der Strahl dreimal divergenter. Auch wenn Sie das Teleskop als Strahlaufweiter nutzen, wird es nicht perfekt funktionieren, es sei denn der Strahl ist parallel.

 


Abb. 2: Teleskop Laserstrahlaufweiter oder -reduzierer (BR-3x). Die gestrichelten Linien zeigen einen perfekt parallelen Strahl.

 

Wenn der Strahl noch nicht kollimiert ist, kann die Entfernung zwischen den Linsen (S) angepasst werden, um den Strahl zu kollimieren.

 

Eine wiederabbildendes Objektiv kennt diese Beschränkungen nicht. Es arbeitet wunderbar auch mit divergenten Strahlen. Tatsächlich funktioniert es mit divergenten Strahlen vielleicht sogar besser, da parallele Strahlen manchmal ungewünschte Interferenz-Effekte erzeugen.

 

Fassen wir zusammen …

 

Diese Tabelle hilft Ihnen bei der Wahl, welchen Typ Strahlaufweiter oder -reduzierer Sie verwenden sollten.

  Wiederabbildung (meisten Modelle) Galilean (BR-3/10X)
M2-Messungen Nein Ja
Strahltyp Jeder Nur kollimiert

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