3 Fragen zu Laserstrahl

Das Aufweiten eines Laserstrahls kann die Strahlqualität verbessern, indem es die Divergenz des Strahls reduziert. Ein aufgeweiteter Strahl hat eine größere Querschnittsfläche, was bedeutet, dass er über eine längere Strecke fokussiert bleiben kann, bevor er sich signifikant ausbreitet. Dies führt zu einer besseren Strahlqualität, die durch den sogenannten Beugungsmaßstab (M²-Faktor) beschrieben wird. Ein niedrigerer M²-Wert bedeutet eine höhere Strahlqualität, da der Strahl näher an der idealen Gaußschen Strahlform bleibt.

Ein aufeweiteter Laserstrahl hat eine geringere Divergenz aufgrund der Prinzipien der Beugung und der Geometrie von Lichtstrahlen. Die Divergenz eines Laserstrahls ist umgekehrt proportional zum Durchmesser des Strahls an seiner engsten Stelle (dem sogenannten Strahltaille). Das bedeutet, je größer der Durchmesser des Strahls, desto geringer ist die Divergenz. Dies lässt sich durch die Beugungstheorie erklären, insbesondere durch die Anwendung des Beugungsgesetzes auf einen Gaußschen Strahl. Die Formel für die Divergenz \(\theta\) eines Gaußschen Strahls ist: \[ \theta = \frac{\lambda}{\pi w_0} \] wobei \(\lambda\) die Wellenlänge des Lichts und \(w_0\) der Radius der Strahltaille ist. Wenn der Strahl aufgeweitet wird, erhöht sich \(w_0\), was zu einer Verringerung der Divergenz \(\theta\) führt. Zusammengefasst: Ein aufeweiteter Laserstrahl hat eine geringere Divergenz, weil der größere Durchmesser des Strahls an der Strahltaille die Ausbreitung des Strahls über größere Entfernungen stabilisiert und die Winkelverbreitung reduziert.

Nein, ein Triangulationssensor basiert nicht auf der Messung der Laufzeit des Laserstrahls. Stattdessen nutzt er das Prinzip der optischen Triangulation. Dabei wird ein Laserstrahl auf ein Objekt gerichtet und das reflektierte Licht von einem Detektor, wie einer Kamera oder einem Fotodetektor, erfasst. Durch die Auswertung des Winkels zwischen dem ausgesendeten und dem reflektierten Strahl kann die Entfernung zum Objekt berechnet werden. Die Laufzeitmessung des Laserstrahls wird hingegen bei sogenannten Time-of-Flight (ToF) Sensoren verwendet.