Fokus berechnen

Effekte ohne Scanning, Farbmischung, Fasersysteme und andere optische Komponenten.
Antworten
blackpowder75
Beiträge: 14
Registriert: Fr 08 Feb, 2008 4:34 pm

Fokus berechnen

Beitrag von blackpowder75 » Do 28 Feb, 2008 4:47 pm

Ich habe eine elliptische Laserquelle (Diodenlaser) mit einer Divergenz 1 von 32 Grad in der einen Ebene. In dieser Ebene möchte ich gerne den Lichtstrahl zu einer dünnen Linie mit einer Breite von < 0,1 mm fokussieren.

Hierzu möchte ich gerne eine Zylinderlinse verwenden.

Die Chipfläche die den Laserstrahl erzeugt, hat eine breite von y1=0,2 mm
Im Abstand X1=15 mm vom Laser steht eine Zylinderlinse mit der Brennweite f=10mm.

Das Problem ist nur, wie kann ich ausrechnen, in welcher Entfernung X2 von der Linse der Strahl fokussiert wird? Müßte doch eigendlich eine ganz simple Rechnung sein oder? :roll:
Habe in all den Laserbüchern der Bibo dieses Problem leider noch nicht gefunden :cry: Die gehen beim fokussieren immer von einen bereits kolliminierten Lichtstrahl aus. Die ist jedoch bei Diodenlasern leider nicht vorhanden.

Ist es möglich die Tiefenschärfe zu berechnen bei der die Linie unter 0,1 mm bleibt? Wenn ja wie ? Was muss ich bei der Auswahl der Linse beachten?

Vielen Dank schon mal an alle die mir weiterhelfen wollen/können ! :)

Benutzeravatar
Dr.Ulli
Beiträge: 2383
Registriert: Do 08 Feb, 2007 8:02 am
Do you already have Laser-Equipment?: jede Menge von 1mW bis 5,5W
Wohnort: linker Niederrhein (Geldern)

Beitrag von Dr.Ulli » Do 28 Feb, 2008 5:30 pm

Alt ist man, wenn man mehr an die Vergangenheit als an die Zukunft denkt.

blackpowder75
Beiträge: 14
Registriert: Fr 08 Feb, 2008 4:34 pm

Beitrag von blackpowder75 » Do 28 Feb, 2008 6:48 pm

Dr.Ulli hat geschrieben:Hallo,
schau doch mal hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Linsengleichung
Leider geht diese Form der Gleichung nur für die 3 Strahltüpen: Mittelpunktsstrahl, Parrallelstrahl, Brennpunktstrahl
Aber wie ermittle ich, wie ein Strahl der mit einen Winkel von 32 Grad auf einen Punkt der Linse trifft, abgelenkt wird? :roll:

blackpowder75
Beiträge: 14
Registriert: Fr 08 Feb, 2008 4:34 pm

Beitrag von blackpowder75 » Fr 29 Feb, 2008 9:52 am

Vielleicht kann man das ganze über den ABCD Formalismus bestimmen? :roll:

Benutzeravatar
Dr.Ulli
Beiträge: 2383
Registriert: Do 08 Feb, 2007 8:02 am
Do you already have Laser-Equipment?: jede Menge von 1mW bis 5,5W
Wohnort: linker Niederrhein (Geldern)

Beitrag von Dr.Ulli » Fr 29 Feb, 2008 1:49 pm

BlackPowder75 hat geschrieben:Aber wie ermittle ich, wie ein Strahl der mit einen Winkel von 32 Grad auf einen Punkt der Linse trifft, abgelenkt wird? :roll:
Da gibts auch noch das "alte" Brechungsgesetz: n = sin (alpha)/sin(beta)
n: Brechungsindex, alpha:Einfallswinkel, beta: Brechungswinkel - einmal beim Auftreffen auf die Linse, das zweite mal bei Verlassen der Linse...
n liegt zwischen 1,5 (Borkron) und 1,9 (schwerstes Flint)...je nach Glas.

Übrigens gilt die Gleichung, zu der ich dir den Link geschickt habe, auch für alle anderen Strahlen die vom Gegenstand ausgehen - nicht nur für die drei! Und unter Wikipedia findest du eigentlich (fast) alle Antworten auf deine Fragen....nur mal ein bisschen surfen....
Alt ist man, wenn man mehr an die Vergangenheit als an die Zukunft denkt.

blackpowder75
Beiträge: 14
Registriert: Fr 08 Feb, 2008 4:34 pm

Beitrag von blackpowder75 » Di 11 Mär, 2008 4:39 pm

Danke für den Hilfeversuch!

Das Problem ist nur, dass es ziemlich unwarscheinlich ist, das man den Linsenradius durch nachmessen bestimmen kann (Linsendurchmesser 5mm). Außerdem sind die Linsen die ich zurzeit verwende aus Plastik und nicht aus Borkron oder Flintglas.

Außerdem hat ein Laserstrahl leider eine Gausverteilung weshalb eine Strahltaille entsteht :( und die Brechkraft ist abhängig von der Wellenlänge des Lichtes :(

Benutzeravatar
Dr.Ulli
Beiträge: 2383
Registriert: Do 08 Feb, 2007 8:02 am
Do you already have Laser-Equipment?: jede Menge von 1mW bis 5,5W
Wohnort: linker Niederrhein (Geldern)

Beitrag von Dr.Ulli » Di 11 Mär, 2008 5:18 pm

Tja- wenn du nicht von vornherein die richtige Linse ausgesucht hast hilft nur eins: Experimente!
Da sieht man direkt, was los ist....
Ne Strahltaille gibts immer....da haste deinen Fokus.
Alt ist man, wenn man mehr an die Vergangenheit als an die Zukunft denkt.

blackpowder75
Beiträge: 14
Registriert: Fr 08 Feb, 2008 4:34 pm

Heureka ich habs :-)

Beitrag von blackpowder75 » Mi 12 Mär, 2008 1:18 pm

Dr.Ulli hat geschrieben:Hallo,
schau doch mal hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Linsengleichung
Habe es nun mittels Spielen an einen Java Applet, dass sich optische Bank nennt herausgefunden wie es geht!
Tatsächlich über die Linsengleichung! :D

g= Laserabstand zur Linse
b = Fokusabstand

somit berechnet sich die benötigte Brennweite zum Focus zu:

f=(b*g)/(b+g) !

und der optimale Abstand auf beiden Seiten = 2 * die Brennweite!


Hätte nicht gedacht, dass die Lösung so einfach war :oops:

Mich hatte hierbei immer die Angabe der Laserdiodendivergenz irretiert. Aber letztentlich spielt die bei einer "Punktlichtquelle" wie es eine Laserdiode darstellt keine Rolle!

Antworten

Zurück zu „Effekte, Optiken & Farbmischung“

Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 3 Gäste