Ein Lichtstrahl von Breite und Wellenlänge mit beugungsbegrenzter Divergenz wird mit einem beabstandeten optischen Element nachfokussiert von der Strahlquelle. Wird der refokussierte Strahl eine schlechtere Divergenz haben als die durch Beugungsgrenzen auferlegte? wie viel schlimmer?
Gibt es eine optische Möglichkeit, die Strahldivergenz des refokussierten Strahls zu verbessern? Wenn ein 2. Refokussierungselement, das dem 1. sehr ähnlich ist, davor platziert wird, wird die Divergenz zunehmend schlechter? um wie viel?
Spielt es schließlich eine Rolle, ob der Strahl ein Gauß- oder ein Fresnel-Strahl ist?
Wenn Sie den Radius eines Strahls aus der Standardabweichung seines Profils (bis zu einem konstanten Faktor) definieren, dann sind bei einem gegebenen Taillenradius Gaußsche Strahlen diejenigen, die am wenigsten (bei unendlich) divergieren.
In der paraxialen Optik mit Gauß-Näherung usw. wandelt eine perfekte sphärische Linse oder ein perfekter sphärischer Spiegel immer einen Gaußschen Strahl in einen anderen Gaußschen Strahl um, daher einen Strahl, der für einen gegebenen Taillenradius eine minimale Divergenz aufweist. Im Idealfall ist also ausgehend von einem beugungsbegrenzten Strahl (=Gauß) der Strahl immer beugungsbegrenzt, weil er Gauß bleibt.
Ich habe angefangen, eine detaillierte Antwort zum Kollimieren von Strahlen zu schreiben, aber ich habe mich in Details verirrt und bin mir nicht ganz sicher, was Sie tun möchten. Mein Rat wäre, mit einer netten und einfachen Gaußschen Strahlsoftware wie dieser http://sourceforge.net/projects/gaussianbeam/ zu spielen , um zu sehen, welche optischen Komponenten Sie benötigen. Hinweis: Wenn Sie einen Strahl mit einer sehr kleinen Divergenz wünschen, benötigen Sie zunächst einen Strahl mit großem Durchmesser, sodass Sie Ihren Strahl möglicherweise erweitern müssen, bevor Sie ihn kollimieren.
Fresnel-Strahlen ermöglichen es Ihnen, einen Strahl zu haben, der bei einem bestimmten Taillenradius besser um einen Brennpunkt kollimiert ist als ein Gaußscher Strahl. Ihre Divergenzen (definiert im Unendlichen) sind jedoch immer schlechter als die von Gaußschen Strahlen.
lurscher