Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Durchmesser von Laserstrahlen


von Tobi F. (Gast)


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Hallo,

aus den Datenblätter werde ich nicht so richtig schlau. Ich will die 
Position eines Lasers mit einem CCD Array bzw. analogen PSD erfassen.

Gesucht habe ich nach Laserdioden. Allerdings erfahre ich nicht wirklich 
etwas  über den Durchmesser des Laserstrahls, seine konkrete Form und 
Formstabilität und Energieverteilung. Alles Informationen, die wichtig 
werden, wenn der Laserstrahl größer als ein CCD Pixel ist.

Könnt ihr mir helfen?

Grüße

Tobi

von имэр эин нэуёр намэ (Gast)


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>Gesucht habe ich nach Laserdioden. Allerdings erfahre ich nicht wirklich
etwas  über den Durchmesser des Laserstrahls, seine konkrete Form und
Formstabilität und Energieverteilung.

Tatsaechlich ... Dann dauerte die Suche weniger als 2ms. Die Laserdioden 
sind spezifiziert mit einem kleinen und grossen Oeffnungs-Winkel. Der 
kleine Winkel kann bei 15 Grad liegen, der grosse Winkel bei 60 Grad.
Dh man muss eine Kollimationslinse haben. Dann kriegt man die Winkel 
kleiner.
Schau nochmals....

von Hans (Gast)


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Du kannst den Strahl beliebig klein machen, bis zu einem unendlich 
kleinen Brennpunkt.

von Tobi F. (Gast)


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Hallo,

danke für die Antwort.OK, es geht wohl um beam divergence. Die Diode 
http://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/US%20Lasers%20PDFs/D6505I.pdf

hat zum Beispiel 5 degree. Bedeutet das dann, das z.B. sowas wie 1 Tau 
der Lichtenergie diesen Öffnungswinkel hat? 5 Grad sind ja schon eine 
ganze Menge. Kann ich mir auch wiederum nicht so recht vorstellem. Wie 
gut wird man denn mit einer Linse?  Hört sich aber an, also müsste ich 
bei Verwendung eines CCD Arrays auf jeden Fall das Strahlungsmaximum 
berechnen und daraus den Mittelpunkt bestimmen.

Hat das schon mal einer gemacht?

Grüße

Tobi

von иммэр эин нэуёр намэ (Gast)


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>Du kannst den Strahl beliebig klein machen, bis zu einem unendlich
kleinen Brennpunkt.

Ah, ja ? Vielleicht bei einem Festkoerper oder Gaslaser, wenn der 
optimal eingestellt ist. Das untere Limit ist die Wellenlaenge selbst. 
Das wird aber bei einem Diodenlaser ganz sicher nicht erreicht. Denn die 
langsame und die schnelle Achse haben nicht mal denselben Fokus.
So ganz nebenbei, je kleiner der minimale Strahldurchmesser, desto 
groesser die Divergenz.

Was soll das Ganze ueberhaupt ? Die Pixel einer CCD verdampfen ?

von Harald W. (wilhelms)


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Hans schrieb:

> Du kannst den Strahl beliebig klein machen, bis zu einem unendlich
> kleinen Brennpunkt.

Da hat leider die Physik was gegen. Deshalb sind z.B. Laser für
präzise horizontale Vermessungen viel zu grob (wenn es nicht gerade
Röntgenlaser sind). BTDT
Gruss
Harald

von Udo S. (urschmitt)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Deshalb sind z.B. Laser für
> präzise horizontale Vermessungen viel zu grob

Und für vertikale nicht? :-)

fragt sich
Udo

von Harald W. (wilhelms)


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Udo Schmitt schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>> Deshalb sind z.B. Laser für
>> präzise horizontale Vermessungen viel zu grob
>
> Und für vertikale nicht? :-)

Nein, denn da kann das Interferrometer mit Streifenbruchteilen
arbeiten und kommt so bis in den nm-Bereich hinein.
Gruss
Harald

von Daniel V. (danvet)


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Tobi F. schrieb:
> Hallo,
>
> danke für die Antwort.OK, es geht wohl um beam divergence. Die Diode
> http://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/US%20Lasers%20PDFs/D6505I.pdf
>
> hat zum Beispiel 5 degree. Bedeutet das dann, das z.B. sowas wie 1 Tau
> der Lichtenergie diesen Öffnungswinkel hat? 5 Grad sind ja schon eine
> ganze Menge. Kann ich mir auch wiederum nicht so recht vorstellem. Wie
> gut wird man denn mit einer Linse?  Hört sich aber an, also müsste ich
> bei Verwendung eines CCD Arrays auf jeden Fall das Strahlungsmaximum
> berechnen und daraus den Mittelpunkt bestimmen.
>
> Hat das schon mal einer gemacht?
>
> Grüße
>
> Tobi

Hier kannst du dich mal informieren, was so möglich ist, vielleicht 
siehst du dann klarer:
http://www.sukhamburg.com/produkte.html

von иммэр эин нэуёр намэ (Gast)


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Der Poster will kein Ziel erreichen, sondern (irgend-)etwas Basteln.

von Horst H. (horst_h44)


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Hallo Tobi,

der Durchmesser des Laserstrahles hängt ja auch von der Entfernung ab 
die gemessen werden soll. Über ein Linsensystem kann der Laser für einen 
bestimmten Entfernungsbereicht optimiert werden. Bei PSD-Anwendungen 
werden HB-LEDs interessant. Triangulation mit LED und dem iC-LO ist hier 
beschrieben:http://www.ichaus.biz/appnote_optisch-elektronisch .

Gruss HH44

von Daniel V. (danvet)


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иммэр эин нэуёр намэ schrieb:
> Der Poster will kein Ziel erreichen, sondern (irgend-)etwas Basteln.

Dennoch macht ihm die Strahverteilung des Lasers Kopfzerbrechen.
was ich mit meinem Link sagen möchte:
Ein "nackter" Laser (wie aus dem Link des TO) macht noch keinen Laser, 
wie man ihn sich im allgemeinen vorstellt. Man braucht da noch Optik 
drumrum...

von иммэр эин нэуёр намэ (Gast)


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Und Diodenlaser sind bezueglich Strahlqualitaet besonders schlecht. Es 
wurde bisher noch nicht ewrwaehnt weshalb das Beamprofile interessant 
ist. Waehrend der Strahl auf die Kuerze nicht allzu schlecht fokusierbar 
ist, schaft man oberhalb 5m nichts Kleines mehr. Das bedeutet dann, die 
CCD werden teuer. Und unrealistisch.
Wie immer soll der Poster uns einweihen, was es denn werden soll, sonst 
koennen wir nichts Weiteres empfehlen.

von Ulrich (Gast)


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Die Größe des Lichtflecks auf dem CCD hängt von der Optik ab. Das 
theoretische Minimum liegt bei etwa 1/2 Wellenlänge - mit einer 
Laserdiode ist das aber kaum zu erreichen. Je nach Art der Diode muss 
die Strahlqualität aber auch nicht so schlecht sein - sonst würde die CD 
oder DVD nicht funktionieren. Es braucht aber schon eine hochwertige 
Optik.

Der andere Punkt ist die Größe bzw. genauer die Apertur der Optik zum 
Fokussieren - je weiter weg, desto größer müsste auch die Optik sein um 
einen kleinen Punkt zu erreichen. Die Fokussierung gilt dann auch nur 
für einen bestimmten Abstand. Die Optik der einfachen Laserpointer ist 
eher nicht so gut (aber auch nicht so schlecht, dass man es leicht 
besser machen kann), und man hat ggf. etwas Divergenz und am Ausgang 
einen Durchmesser im Bereich 1-2 mm. Mit etwas Glück wird der Strahl 
dann bei z.B. 10 m noch mal etwas kleiner.

So klein wie die Pixel bei üblichen CCDs wird man den Strahl nach mehr 
als etwa 10 cm kaum bekommen - für die Positionsbestimmung ist das aber 
durchaus in Ordnung.

von Thomas (Gast)


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Tobi F. schrieb:
> Alles Informationen, die wichtig
> werden, wenn der Laserstrahl größer als ein CCD Pixel ist.

Wenn der Fokus kleiner als ein Pixel ist (schwer zu erreichen, aber 
möglich), dann hast du maximal ein Pixel Auflösung. Wenn du den Fokus 
auf 10 Pixel oder mehr vergrößerst, dann kannst du nen Gauß Fit machen 
und erreichst dann bis zu 1/500 Pixel Auflösung! (persönlicher 
Erfahrungswert bei 1 Sekunde Integrationszeit).

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