Apertur-Transmission
Berechnen Sie die Transmission eines Laserstrahls durch eine Apertur mit diesem kostenlosen Online-Rechner.
WIE FUNKTIONIERT DER LASERSTRAHL-APERTUR-RECHNER?
Betrachtet man einen kreisförmigen Gaußschen Laserstrahl, so hat jede Wellenfront, die er erzeugt, (theoretisch) überall im Universum einen bestimmten Energiewert. Wenn der Laserstrahl durch eine Apertur geht, spielt es keine Rolle, wie groß die Apertur tatsächlich ist – ein gewisser Anteil der Energie des einfallenden Laserstrahls geht nicht hindurch. Wenn Sie den Durchmesser bei 1/e² Ihres Laserstrahls kennen, können Sie die resultierende Leistung berechnen, die durch eine Apertur gelangt. Wie zu erwarten, wird der Anteil der blockierten Leistung umso geringer, je größer die Apertur ist. Dies ist wichtig bei der Verwendung von Detektoren, insbesondere weil eine ungeeignete Aperturgröße zu ungenauen Messungen von Leistung oder Energie führen würde. Dies gilt auch bei Überlegungnen zum optischen Design neuer Technologien. Je nachdem, wie wichtig die Messgenauigkeit ist (und wie gut Sie Ihren Strahl auf dem Detektor zentrieren können), sollten Sie als Faustregel eine Apertur wählen, die doppelt so groß ist wie der Strahl bei 1/e². Zu diesem Zeitpunkt gehen bereits mehr als 99,9 % der einfallenden Strahlungsleistung durch die Apertur (wenn sie perfekt zentriert ist).
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FORMELN
Die Formeln beschreiben das Verhalten eines perfekt kreisförmigen Gaußschen Laserstrahls. Sie stellen somit eine Annäherung an die Werte dar, die man unter realen Bedingungen erhalten würde. Der Durchmesserwert, der für den Strahl verwendet wird, bezieht sich auf den Parameter 1/e². Wir gehen auch davon aus, dass der Laserstrahl perfekt in der Apertur zentriert ist, wodurch der Strahl und die Apertur zwei konzentrische Kreise bilden. Außerdem sollte man wissen, dass der Durchmesser eines Gaußschen Strahls eine Funktion von z ist. Daher ist sein Wert je nach Ort der Messung unterschiedlich. Dies bezieht sich auf komplexere physikalische Konzepte in Bezug auf die Ausbreitung eines Gaußschen Strahls im Raum, die hier nicht behandelt werden.
Ref.: Saleh, B. E. A., & Teich, M. C. (2007). Fundamentals of Photonics (2nd ed.). Wiley-Interscience.
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