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PRIMES GmbH
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Messung unter realen Einsatzbedingungen

Die Normung durch DIN und ISO bildet den formalen Rahmen für die reproduzierbare Vermessung von Laserstrahlen nach internationalen anerkannten Regeln. Um die Jahrtausendwende wurden dazu Grundlagen gelegt u.a. durch das Projekt CHOCLAB. Daran war unter anderem PRIMES beteiligt. Ergebnisse aus dem Projekt sind eingeflossen in die folgenden Normen: 11145, 11146, 11670 und 11554.

Zentrale Formeln zur Strahlvermessung

Strahlparameterprodukt SPP:

Das Strahlparameterprodukt (englisch beam parameter product, BPP) ist eine physikalische Kenngröße, die die Strahlqualität und mithin die Fokussierbarkeit eines Laserstrahls beschreibt.

Θ = voller Strahldivergenzwinkel
d0 = Durchmesser der Strahltaille
w0 = Radius der Strahltaille
M2 = Beugungsmaßzahl
λ = Wellenlänge

 

Beugungsmaßzahl M²

Die Beugungsmaßzahl M² ist eine dimensionslose Größe, die einen Laserstrahl charakterisiert: je größer M², umso schlechter ist der Strahl zu fokussieren, d.h. umso größer ist der kleinste mögliche Fokusdurchmesser.

Beugungsmaßzahl M² = 1/k

F= F - Zahl - Brennweite/ Rohstrahldurchmesser   
λ= Wellenlänge
dF= Fokusdurchmesser
k= 1/M2 = Strahlpropagationsfaktor
f= Brennweite der Fokussieroptik
ds= Strahldurchmesser vor der Optik

 

Rayleighlänge zR (umgangssprachlich: Tiefenschärfe)

Die Rayleighlänge ist die Distanz entlang der optischen Achse, die ein Laserstrahl braucht, bis seine Querschnittsfläche sich, ausgehend von der Strahltaille, verdoppelt.

zR= Rayleighlänge
λ= Wellenlänge

Formeln für Pulsanwendungen:

PP= Pulsleistung 
EP= Pulsenergie
tP= Pulsdauer
fP= Pulsfrequenz
p= Mittlere Leistung
I= Leistungsdichte
A= Strahlfläche

 

Formel für Faseranwendungen:

NA= Numerische Apertur
n= Brechzahl vor der Faser
α= ganzer Öffnungswinkel der Faser
d= Auflösungsvermögen