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BC100
Eine hohe Strahlqualität ist eine Voraussetzung für eine optimale Fokussierbarkeit.
Was ist Strahlqualität?
Strahlqualität und sein direkter Einfluss auf die Fokussierbarkeit ist eine sehr
wichtige Eigenschaft eines Lasers.
Strahlqualitätsmessungen nach ISO 11146-1:2005 zeigen die Strahlqualität und
beschreiben sie als einen einzelnen Wert, den Strahlqualitätsfaktor (oder auch
Strahlverlaufsfaktor) M
direkt proportional zur Strahlqualität - K=1 ist optimal, schlechtere Strahlqualität hat
einen niedrigeren Wert. Häufiger verwendet wird der M
=1 optimal ist, allerdings bei schlechterer Strahlqualität >1 wird.
Beugungsbegrenzung
Abhängig von der Wellenlänge und dem Strahldivergenzwinkel gibt es ein
Minimum für den Strahldurchmesser - das Beugungslimit bzw. die
Beugungsbegrenzung - das theorethisch nicht weiter unterschritten werden kann.
M2 ist ein Ausdruck dafür, wie dicht das Strahlparameterprodukt d
dem Beugungslimit eines perfekten Gaussförmigen Strahls ist. Für Strahlen
mit einer schlechteren Qualität erhöht sich das Produkt um einen Faktor M
wobei d
die Strahltaille des fokussierten Strahls ist.
0
M2 wird häufig ausgedrückt als
das Verhältnis zwischen dem Taillendurchmesser d
Strahls zu dem eines idealen Gaußschen Strahls (TEM
Divergenzwinkel .
das Verhältnis der Divergenzwinkel
eines idealen Gaußschen Strahls bei selbem Durchmesser d
Wie ist die Strahlqualität zu messen?
Wenn nur die fundamentale TEM
besitzt), garantiert dies eine optimale Strahlqualität mit M2=1 und einer
beugungsbegrenzte Taille. Das Aufkommen höherer Moden senkt die Strahlqualität
und führt zu größeren Strahldurchmessern. Manchmal können solche Störungen
durch Betrachten eines nicht-gaußförmigen Strahls erkannt werden. Allerdings
überlagern sich in vielen Fällen höhere Moden derart, dass sie eine gaußförmige
Verteilung bilden, die von schlechterer Strahlqualität leidet.
Das folgende Beispiel zeigt einen Strahl mit nahezu perfekter gaußförmiger
Verteilung, der jedoch auf einem mehrmodigen Ursprung beruht und zu einem M
Wert von 1,79 führt.
2
bzw. seinen reziproken Wert K = 1/M
-Mode existiert (was eine ideale Gaußsche Form
00
2
. Der K-Faktor ist
2
-Faktor, der ebenfalls bei M
des gemessenen
0
) bei konstantem
00
von gemessenem Strahl und dem
2
* an
0
2
.
.
0
2
-
© 2010 Thorlabs
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