Technikon: Laser Optik - Formelsammlung

Übersicht

1. Fokussieroptiken

1.1 Berechnung des minimalen Fokusdurchmessers

dF:      Fokusdurchmesser
dEP:    Strahleingangsöffnung
dL:      Eingangsstrahldurchmesser (1/e²)
f':        Brennweite
λ:       Wellenlänge
APO:  Apodisationsfaktor
M²:     Beugungsmaßzahl des Lasers
T:        Beschneidungsverhältnis

1.2 Berechnung der Rayleigh-Länge

zR:   Rayleigh Länge

1.3 Berechnung des Fokusdurchmessers bei einer Faserabbildung

fC:          Faserkerndurchmesser
NAfiber:  numerische Apertur der Faser
α:           halber Öffnungswinkel
M:          Vergrößerung durch NA-Berechnung
dF:         Fokusdurchmesser
f1:          Brennweite des Kollimators
f2:          Brennweite der Fokussierlinse

2. Zerstörschwelle

2.1 Energie- und Leistungsdichte

F:         Energiedichte / Fluenz
E:         Pulsenergie
F:        Fokusdurchmesser
I:           Leistungsdichte / Bestrahlungsstärke
Ppeak:  Spitzenleistung des Lasers

2.2 Abschätzung der Zerstörschwelle

E:               Pulsenergie
dF:             Fokusdurchmesser
λ:               genutzte Wellenlänge
λspec:         spezifizierte Wellenlänge
τ:                Pulsdauer des genutzten Lasers
τspec:         spezifizierte Pulsdauer
LIDT:         tatsächliche Zerstörschwelle
LIDTspec:  spezifizierte Zerstörschwelle

3. Strahlaufweiter

3.1 Berechnung der Vergrößerung

β':            Vergrößerung
β'max:      maximale Vergrößerung
din:          Eingangsstrahldurchmesser
dout:         Ausgangsstrahldurchmesser
dscanner:  Scannerapertur

Der Ausgangsstrahl dout wird entweder durch den Strahlaufweiter oder durch die Scannerapertur begrenzt.

3.2 Divergenzwinkel

Θ0:  Divergenzwinkel
λ:     Wellenlänge
ω0:  Strahldurchmesser an der Taille

Je größer der Strahldurchmesser, desto kleiner ist die Divergenz!