О расходимости луча.

Основная рабочая формула a=1.22 y/d, где a - угол расхождения, y - длина волны излучения, d - начальный диаметр луча.

http://ligis.ru/effects/science/290/index.htm
http://ru.wikipedia.org/wiki/Дифракция
http://alexandr4784.narod.ru/ir3/ir3_gl05_05.pdf

Все это находится по запросу "дифракционная расходимость" в гугле.
А если нет Excel, поставьте OpenOffice. Он тоже прекрасно все считает.

P.S. документ по третьей ссылке создан не мной

 

Помогите пожалуйста. Есть лазер для раскройки листового металла YAG длинна волны 1,06 мкм мне надо рассчитать какая у него расходимость луча. Насколько я понимаю экселевская таблица которую прикрепил автор мне не подойдет, т.к. там расчет ведется для фокуса на бесконечность.

 

Посмотрите здесь: http://lasers.org.ru/forum/threads/Помогите-новичку-а-вернее-даже-ученику.2881/
В ближайшее время добавлю в таблицу расчет размера сфокусированного пятна.

 

Наверное, это не есть правильно в данном случае. Особенно, если лазер с ламповой накачкой. Всё обсуждаемое выше отностиься к дифракционной расходимости, а не к такому лазеру, у которого может быть 10 и более дифракций. IMHO, расходимость в данном случае надо мерить в эксперименте.

 

Это опечатка насчет мощности самофокусировки в 1Вт в некоторых сортах стекла?
http://www.pppa.ru/effects/phenomenon4/effects09.php
Если нет- то для каких сортов оптических стекол это выполняется?
Все перерыл, так и непонял, что это за сорта стекла такие.
А то для наблюдения вполне бы справился синий лазерный диод. А то и просто почти паралельный лучик от обычного светодиода.

 

http://alexandr4784.narod.ru/sdvopdf4/sopgl11_125.pdf
Здесь на 736 странице упоминаются эти некоторые сорта оптического стекла, но что за они не ясно. Было бы на самом деле очень интересно увидеть самофокусировку вживую. В общем-то для определения этих сортов нам нужно узнать параметр n2. Надо справочники поискать, причем скорее всего информация будет в англоязычной литературе.

 

Не похоже на опечатку. Разница в шесть порядков все-таки. Там кроме стекла есть значение для сероуглерода в 17 кВт пороговой мощности. У Ландсберга дается значение в 23 кВт для того же сероуглерода. Правда, я не удивлюсь эсли эти "некоторые сорта стекла" неимоверно дорогие. И еще в доказательство: "В этих случаях явление самофокусировки можно наблюдать не только в мощных пучках импульсных лазеров, но и в малоинтенсивных пучках лазеров непрерывного действия".

 

Ну я в общем-то о недоступности этого стекла и писал. Но с учетом скорости развития лазерной оптики можно надеяться, что когда-нибудь увидим самофокусировку в каком-нибудь кристалле, накачиваемом киловаттным лазером размером с зажигалку.

 

Ссылка на работу самофокусировки луча гелий-неонового лазера в каком-то кристале.
Только платить надо. Может кто-нибуть купит?. Предположу, что мощность лазера была не больше 1Вт.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/092534679390028Y.

Дальше описывается простой опыт для наблюдения эффекта самофокусировки который получается за счет вогнутости на поверхности пленки от нефти Р< 5мВт. Надо попробовать.
http://www.rae.ru/use/?section=content&op=show_article&article_id=7784034

Очень наглядный опыт по дефокусировке маломощного луча, для наблюдения на лекции.
http://ufn.ru/ru/articles/1987/3/f/

Про марки стекол пока тишина.

 

Заманчиво бы было пропуская луч от синего лазерного диода через пластинку из этого сорта стекла менять фокусное растояние пятна управляя оптической мощность диода тоесть током. Как бы заменяет линзу. Хотелось бы это проверить.

 

Self-focusing of continuous HeNe laser radiation in very recently available KNSBN: Ce crystal is investigated. The “position dispersion” curves of the crystal are given by using the z-scan method. The effective nonlinearity n2 is positive. It is shown to be mainly caused by the laser heating thermal effect.
Ну вот собственно и есть это вещество.
И статью за бесплатно я вроде нашел.

 

А позвольте позадавать вопросы именно по теме этой ветки "О расходимости луча".
А задавал вопрос о том максимальном расстоянии, на котором можно... скажем, зажечь спичку. То есть создать эдакий прототип Гаринского гиперболоида. Ну в миниатюре, понятно. Но, получая точку метров на сто от лазера, которая столь мала, что действительно что-то зажигает, мы выполняем не совсем ту задачу, обусловленную названием темы. Сейчас поясню, что я имею в виду: уже говорилось, что для того, чтобы увеличивать это пресловутое расстояние, надо увеличивать диаметр выходного луча. Это уже не луч, а конус, но дело не в геометрической форме. Дело в том, что шаря нашим "гиперболоидом" по цехам несчастного химического магната Роллинга, мы каждый раз попадаем на разную мишень, находящуюся на разном растоянии от прибора. То есть, точка постоянно расфокуссируется. Тут уж не о расходимости приходится говорить. А вот о расходимости если?
На каком расстоянии можно зажечь спичку мало расходящимся лучом и как работает именно такой оптический коллиматор? Сложность заключается еще и не только в том, чтобы получить малую расходимость, но и еще и минимальную толщину луча (кстати, а тут есть взаимосвязь)?
В каком-то ролике я видел, как целая гирлянда шариков (метра четыре или даже больше) выстроены у стены. Лазер стоит неподвижно. Его включают, шарики лопаются все один за другим. Я имею в виду нечто подобное.

 

http://alexandr4784.narod.ru/ir3/ir3_gl05_05.pdf
Смотрите пример на странице 143. В нашем случае за фокусное расстояние линзы берем расстояние фокусировки. Я обещал в ближайшее время добавить этот расчет в свою таблицу, но пока руки все не доходят.

Взаимосвязь обратная. Более-менее наглядный расчет смотрите в прикрепленной в начале темы таблице.

Лазер, мощностью пару Ватт без проблем лопнет шарик при диаметре луча пять миллиметров. Такой луч уже расходится не так сильно, как скажем миллиметровый, поэтому расстояние даже в пару десятков метров не проблема.

 

​

...да нет, почему-то не кажется. Я не утверждаю ничего, просто понять хочу. Я предполагаю, что можно сделать такой коллиматор, сложный, из нескольких линз, так, чтобы от лазерного диода весь свет заходил во входной зрачок, а на выходе свет выходил бы толстым бревном (эдакий усеченный конус, вершина которого - усеченная вершина) - это и есть начальный выходной диаметр. Ну, апертура же! Понятно, что у такого конуса есть угол. Допустим одна минута.​

А можно сделать такой коллиматор, у которого начало выхода луча имеет очень маленький диаметр - миллиметр. Но угол расхождения точно такой же - одна минута. Например, в первом случае, можно ограничить выходной диаметр примитивно диафрагмой. И, если диафрагма не слишком мала и не работает, как линза (вспомним камеру Абскура), то получаем тоже самое по форме, но, конечно, очень мало по энергетике. Или наоборот, найти такое расстояние от объектива во втором случае, на котором диаметр равен выходу первого случая. Ну, я думаю, достаточно. Понятно о чем я говорю.​

Чтобы что-то зажечь на максимальном расстоянии и луч-то должен быть достаточно тонким на всем его протяжении.​

Вопрос не праздный не потому, что хочется из Нахапетовки прожечь насквозь Джомолунгму. Хочется хотя бы теоретически почувствовать возможность сохранить максимальную энергетику на очень больших (...ну, космических) расстояниях.​

Я уже спрашивал, а вообще, есть данные о том, какой минимальной (рекордно минимальной) расходимости удалось достичь вообще человеком? Но пока никто не ответил.​

 

Ну сколько раз твердили миру! Дифракция неистребима. И надо не бороться с ней, а учитывать дифракционные эффекты.

Минимально возможной является дифракционная расходимость. Для плоской монохроматичной волны, дифрагирующей на круговом экране, этот угол =2.44*lambda/D,
где lambda - длина волны, D - диаметр пучка.
Физика неумолима: хочешь малую расходимость - раздувай пучок по поперечному размеру. Это причина (вернее, одна из причин), по которой астрономы делают зеркала своих телескопов большими настолько, насколько позволяют деньги.