Wie berechnet man die Strahlgröße eines Lasers vom Ende einer Faser?

Ich muss die Strahlgröße des Laserstrahls nach einer Entfernung berechnen z = 2 mm von der Faserspitze.

Ich kenne die numerische Apertur NA = 0,59, halber Winkel θ = 36 Grad und Kerndurchmesser D C Ö R e = 5 mm der Faser.

Ich bin mir nicht sicher, warum ich keine Antwort darauf finden konnte, also kann bitte jemand helfen?

Danke!

Fürs Protokoll, ich habe das mit [Tag: Hausaufgaben-und-Übungen] markiert, aber ich will nicht sagen, dass das Hausaufgaben sind. Es fordert die notwendigen Werkzeuge, um ein physikalisches Problem für sich selbst zu lösen. Gemäß unserer Richtlinie fällt es unter dieses Tag und wird anständig vorgeschlagen.

Antworten (1)

Das scheint eine hohe NA für eine Faser zu sein. Normalerweise sind sie NA = 0,22 oder so. Aber unter der Annahme, dass Sie eine NA = 0,59 haben, können Sie den Winkel NA = Sin(Theta) berechnen, also Theta = 36,15 Grad (halber Kegelwinkel). Bei 2 mm Abstand errechnet sich der halbe Durchmesser des beleuchteten Flecks mit Y = z Tan(theta) = 1,461 mm. Der Punktdurchmesser ist also bei einem Abstand von 2 mm doppelt so groß. D = 2,923 mm. Ich bin mir nicht sicher, was Sie mit 5 mm der Faser meinen. Meinen Sie, dass der Kern der Faser einen Durchmesser von 5 mm hat? Das ist ein Lichtleiter, keine Faser. Wenn Sie jedoch wählerisch sein möchten, können Sie den Faserdurchmesser zum oben berechneten Punktdurchmesser addieren. Normalerweise haben Fasern einen Durchmesser von etwa 0,01 bis 0,1 mm, sodass sich die Antwort auf den Punktdurchmesser nicht wesentlich ändert. Beachten Sie auch, dass dies eine Berechnung erster Ordnung ist. Fleckdurchmesser unterliegen Definitionen dahingehend, wo sich die tatsächliche Kante des Flecks befindet. Sie sind keine scharfen Schnitte. Aber mit dem einfachen Trig sollte die obige Berechnung ausreichen.

Hallo, danke für die Antwort! Um die von Ihnen angesprochenen Punkte zu verdeutlichen, verwende ich tatsächlich einen flüssigen Lichtleiter, aber ich dachte, ich würde es einfach vereinfachen, indem ich eine Faser sage. Und die '5 mm der Faser' liest sich nicht richtig, ich habe nur alle Eigenschaften 'der Faser' aufgelistet, Entschuldigung. Was die Antwort betrifft, vielen Dank für die Erklärung. Wenn ich also die Zunahme der Spotgröße zum ursprünglichen Kerndurchmesser addiere, erhalte ich die gesamte Spotgröße? Bezieht sich die Berechnung erster Ordnung auch auf die 1 / e 2 Breite des Balkens?