Про размеры пятна лазера форумчане пишут часто. А как его измеряют? Точно не замеряешь. Во-первых там распределение освещенности нелинейное, она плавно убывает от центра. Мало того что четкой границы пятна вообще не существует, так заметить где яркость существенно упала мешает яркость. Про неправильность формы пятна тоже не надо забывать. Вот тут на мой взгляд строгие научные методы не подойдут, слишком сложно. А сравнить фокусировку разных оптических систем интересно. Например в этом кроется ответ почему у одних на 3 м горит спичка, а у других только на 20 см. Какие будут предложения?
Если линза чистая и стоит соостно с диодом, то точка/пятно от лазера будет аккуратной круглой точкой с чёткой границей... другой вопрос в том, что у диода в разных лоскостях разная расходимость луча... именно поэтому через точки может нарисоваться прямая линия. Ещё, если линза хорошая, изза внутренних переотражений может появиться правильная 4-х конечная или 6-и конечная звёздочка. Но самая яркая область иметь должна достаточно чёткие границы, вот её диаметр и надо мерить. Если граница нечёткая, значит плохая оптика или линза стоит несоостно. К тому же есть 2 типа линз: сферические И с "аццкой" геометрией... у сферических (они в очках часто используются) чем дальше от центра - тем сильнее изменяются их изначальные свойства.... грубо говоря рядом с центром фокусное расстояние одно, а ближе к краям фокусное расстояние другое... Заметить это очень легко: возьмите обычную линзу и вы увидете, как к краям линзы изображение очень сильно искажается, хотя в центре хорошая увеличенная(уменьшенная) картинка. Сферической линзой лазер в аккуратную точку(луч) врятли получится сфокусировать... Второй тип линз сложнее сделать, их сейчас расчитывают на компах и делают на специальных стонках, или делают матрицу и целой партией штампуют... Вот этими линзами действительно можно получить отличный луч. Есть такое предположение, что в приводах "большая линза" в недрах ходовой части - обычная сферическая и используется не вся площадь этой линзы. А вот выходная, маленькая, - как раз та самая с диковиной геометрией... Но у линз с диковинной гиометрией есть один очень большой минус: достаточно лишь немного отклонится от оси, как параметры линзы становятся на порядок хуже, чем у сферической линзы. Грубо говоря, если линза стоит не в оси диода, правильной фокусировки и аккуратной точки вы никогда не получите. ----------------------------------------------------------------- у меня с лазерной точкой всё замечательно: есть харрактерная 6-и конечная звёздочка (что говорит о соосности линзы с диодом), есть яркая полоса через точку (что говорит о том, что линза очень близка к диоду и линза "видит" разную расходимость луча в разных плоскостях)... Если взять плотную чёрную бумагу, и посветить на одну из сторон бумаги, то на противоположной стороне видна очень аккуратная точка с чёткими границами... вот эту точку и надо мерить ))) Но как же я зае*ался делать этот коллиматор... ибо изначально действительно получить такие харрактеристики было ОЧЕНЬ сложно. по опводу звёздочек: обратите внимание на фотографии небесных звёзд... они тоже 4-х или 6-и конечные )))) всё это объяснимо и говорит о хорошей оптики
WviR, на мой взгляд несколько необоснованных утверждений. Во-первых, диод излучает неоднородный по освещенности пучок. В этом легко убедиться измерив люксметром освещенность в разных точках расширенного пучка. Неужели при голографировании этого не было заметно? На глаз же хорошо видно падение освещенности к краям! Так с чего же коллимированный луч будет иметь границы? Черная бумага высекает область некоторой интенсивности, хорошо заметной глазу, но это не значит что там граница. Черные предметы разной черноты и структуры будут делать пятно разного диаметра. Рекомендую проверить. Во-вторых, откуда уверенность что заметные артефакты в виде лучей и пр. говорят о чем-то хорошем? Это волновые эффекты в линзах вызванные ее неоднородностью по поляризации и дифракцией на дефектах. В ХОРОШИХ линзах ПРАВИЛЬНО настроенных эти эффекты минимальны. Считаю их вредными как минимум потому ч то они забирают часть мощности и говорят что еще часть застряла в линзе. Да и некрасиво! А мысль дельная появилась после этого сообщения! Давайте найдем черный предмет который всем доступен и будем по нему мерить. Вот только осталось нормировать внешнюю освещенность , а то ведь "границы" пятна в светлой и темной комнате разные :Search:
все конечно правильно, но измерить трудно! глазками смотришь - 2мм, фильтр зеленый поставишь-1мм! вот это то, о чем Vladimir LM говорил! Правильнее наверно измерять на уровне 0.707 от максимума, но кому это надо? Вопрос короче открыт..
Вот тут вот я немножко вас приторможу... Лучики на астрофотографиях на звёздах не от того, что оптика хорошая, а от дифракциии на растяжках вторичного зеркала (типа в телескопе Ньютона или Кассегрена Риччи-Кретьена). при астрофотографии в качественный рефрактор-суперапохромат звёздочки выходят супермелкими точками... Рекомендую посмотреть здесь на астрофото такого вот телескопа (астрограф с плоским полем) естественно если не лень качать 12 мег полного изображения на всём поле звёзды-исключительно точечные http://www.takahashi-europe.com/en/FSQ- ... allery.php Если же речь идёт об идеальной линзе и хорошей юстировке, то вариантов-2 1. Если луч сформирован как паралельный, то диаметр луча в основании будет равен световому диаметру линзы коллиматора потом будет дифракционная расходимость луча... по формуле A(угл.сек)=(1.22*L(мм))/D(мм)*206265 где L - длина волны излучения D - диаметр луча. Это так назваемый диаметр кружка Эри-в нем сконцентрировано 84 процента всей энергии лазера... пример - определить размеры пятна паралельного луча лазера диаметром 5 мм с длиной волны 650 нм на расстоянии 100 метров.... А=1.22*0.00065/5*206265= 32 сек. дуги Диаметр (м) = 100*tg 32"+0.005 = 0.0208 м то бишь чуть более 20 мм то бишь болше чем диаметр 5 мм в 4-ре раза,значит по площади пучок будет больше размазан в 16 раз.... 2. Луч не паралельный а настроен так, чтобы сфокусироваться на опр. расстоянии от коллиматора... в этом случае важен компромис между диаметром луча и расходимостью... Опять же всё это для очень идельных условий... понятно что и лазер вследствии своих недостатков иной раз не даёт малой расходимости... и линза кривая... а вообще ещё быть может даже мощи не хватает
В диодном луче вероятно, не Гауссово распределение и рассчитать что-либо затруднительно. Речь о том, как сопоставить геометрию пучка полученную разными любителями между собой, простыми средствами не прибегая к матанализу на который они в большинстве своем неспособны. Да, типа 0,7 от максимума конечно не подойдет, ибо кто и как будет мерить этот максимум? Как его выделить этот кружок Эйри на поле пятна? Скажем, есть идея закрыть луч палочкой (полоской, кружком) известного диаметра и оценивать ореол. Можно прикрыть штангенциркулем. Пропустить через отверстие. Да много чего можно придумать, и фильтрами закрывать и пр. Вот предложите свои критерии для оценки того что получится!
от звёздочек никуда не деться )))) они полюбому будут появляться, если освещается не вся линза а её центр (если линза очень близка к диоду) звёздочки может и не быть, если осветить всю линзу... короче я думаю лучше нарисовать нечто то, что я имею ввиду ) Задумаемся над тем, как получается разная разходимость в разных плоскостях. Это связано с тем, что граница между полупроводниками (на торце) в виде прямоугольника (не квадрата)... в итоге получаем, что там, где уже - угол расходимости больше, где шире - там расходимость меньше. Ну это в идиале конечно а теперь если линза очень близко к диоду, то освещается не вся площадь линзы, а этот самый прямоугольник... в итоге мы должны по простой оптики из 8 класса получить: 1. яркую полоску 2. ещё две менее яркие полоски именно под тем углом к друг-другу, под которым были диагонали этого самого прямоугольника звёздочки не будет, если линзу удалить подальше от диода и овсетить всю линзу, но при этом всё лишнее останется в коллиматоре )) Имхо лучше звёздочку созерцать, чем коллиматор нагревать (уже стихами заговорил) И это какую бы оптику не использовали.. короче звёздочка - тпервый признак того, что вы собрали максимум излучения и оптика стоит соосно с диодом плюс не забываем, что луч действительно в атмосфере по природе своей расходится, и ничего с этим не поделаешь ) границы может и смазана, но не сильно, имхо то, что можно получить - достаточно чёткая граница... по крайней мере точечка, с размытостью диаметра в 10 раз меньше, чем сам диаметр точки - чёткая граница ))) + есть некоторая область, не спорю, которая достаточно большая... она появляется изза пыли налинзе и от переотражений в самом коллиматоре, но всё это около 3-5% от всего излучения диода зеркало не вариант, оно отразит около 90% всего излучения, слишком яркая точка будет )) лучше всего чёрная плотная бумага или несколько слоёв чёрного полиэтиленового пакета и замерить диаметр до того, как пакет расплавится )))
а диаметр пятна от ик лазера в ик области отличается от диаметра пятна красного цвета от побочного изч\лучения?как думаете
Берете прозрачное зеркало из оптики DVD-RW привода и светите на него лучом. Почти весь луч отражается от него, но с другой стороны будет выходить небольшой количество света. Вот и измеряйте пятно.
для сопоставления размеров пучка могу предлжить фотографировать изображение пучка, например, на бумаге, рядом с линейкой (чтоб потом из пикселей в единицы длины переводить результаты ),с такой экспозицией, чтобы цветовые каналы не насыщались (это когда например для 24битной глубины цвета хотябы одно число из тройки чисел, характеризующих цвет пикселя, достигает 255), если экспозиция не помогает, либо не вполную мощность светить, либо 2 поляризатора ставить. Ну это конечно для ИК диапазона не гарантирую, что будет работать. Загрузить изображение, например через маткад (в матрицу), вычесть из матрицы числа соответствующие фоновому засвету. (все это хорошо в предположении, что цветовые координаты пропорциональны интенсивности, в чем я не уверен), дальше выбирать критерий радиуса пучка, например - радиус круга, в котором будет сосредоточенно стлько-то процентов мощности (на самом деле вычислять и сравнивать я предлогаю не мощность, а линейный интеграл от интенсивности в выбранном сечении, что реализуется, как сумма цветовых координат в выбранном диапазоне (это когда в маткад загружается таблица соответствующего черно-белого изображения (исходное изображение может быть цветным), пишется так: А:=READ_IMAGE("путь рисунка") или A:=READBMP("путь рисунка"), иногда ни та ни другая функции с jpg не работают, т.е. нужен BMP, но не любого формата, например 24битный: R8G8B8 - нормально, короче чтоб три координаты цветовых: R, G, B, ну может черно-белое подойдет)). Для объективности лучше сопоставлять либо сечение, в котором диаметр минимален, либюо наоборот, либо и то и другое, а они могут и совсем незаметно различаться (в зависимости отколлимации), ну если у кого-то круглый пучок, у кого-то астигматичный, лучше брать среднее между минимульным и максимальным радиусом и сравнивать. Не пинайте ногами, если баян (не хотелось мне читать все на этом форуме, причем в первый же день регистрации ). А лиюо приблизительно там прикидывать по графику, либо программу в мактаде написать, чтоб вычисляла радиус в пикселях, в зависимости от заданного процента, который является критерием, он условен. Если кому надо, программу могу написать, только не скоро (у меня очень не хватает времени, но думаю на зимних каникулах без проблем). Это позволит оценить распределение интенсивности в поперечном сечении. А если производить аналогичные действя для пучков в одинаковых условиях (одинаковая экспозиция, фотографировать с одинакового расстояния, может бы и при одинаковой фоновой засветке) - то мы сможем сравнивать и интенсивность этих пучков например в центре - чего в некотором приближении достаточно для сравнения возможности поджигать спички и т.п, и если взять интеграл по сечению (можно конечно и по всему поперечному сечению, а под сечением я до этого подразумевал линию, лежащую в плоскости поперечного сечения и проходящую через центр, но это лично мне тягостнее, но нужно при астигматичном пучке, хотя если форма пучка эллиптичская, то покрутив с математикой, можно обйти это без потери точности), то сравним мощность пучков.
Все это конечно интересно, но тут народ немножко другой собрался, больше практики, меньше теории... больше половины людей будут просто искать знакомые слова в вашем посте)) Идея хороша для НИИ какого-нибудь, а тут все равно линейкой мерять через фильтр какой-нить и все...
Измерение линейкой не так уж и плохо, если опять же при одинаковых условиях измерять, я вот опасаюь, что фоновая засветка не должна отличаться, но тут есть ещё подводные камни, это слишком нудно объяснять откуда берутся камни, пока что просто опишу их: в общем, если интенсивность на оси пучка (раньше вместо оси пучка я применял слово "центр") сравниваемых пучков отличается - это вносит погрешность в измерение по линейке, причем наверно даже при отсутствии фоновой засветки. А вот если одинаковая интенсивность на оси, то измерение линейкой хоть какую-то верную информацию будет нести. (например, расстояние от оси пучка, на котором интенсивность пучка на столько мала, что перестает быть заметной глазу.) При стремлении поперечного распределения пучка к прямоугольному (в линейном сечении, а в поперечном сечении соответственно к цилиндрическому, т.е. взде внутри окружности радуса Р0 интенсивность велика, при Р близких к Р0 очень быстро спадает, при Р>P0 очень мала), иными словами, при четком пятне и достаточно слабой фоновой засветке, подводные камни, о которых я говорил, отсутствуют. И здесь измерение линейки не внесет каки-либо методологических погрешностей. Будет только погрешность отсчета, т.е. погрешность "глазомера" и линейки. (остальные пренебрежимо малы, т.е. в идеальном случае абсолютно четкого пятна (такого идеального случая естественно нет, реальный случай в каком-то приближении совпадает с идеальным), чего не допустила бы дифракция и другие причины, они отсутствуют). Чем в меньшем телесном угле коллимирующая линза собирает мощность лазера, тем четче пятно (это без учета дисперсии, дифракции и без учета отклонения от параксиальности, с учетом дифракции боюсь, зависимость сложнее). Сравнительно четкое пятно, если этот телесный угол будет такой, что в пределах его диаграмма направленности лд (грубо говоря, характеризует, под каким углом какая мощность излучается.) будет приблизительно считатья постоянной. Диаграмма направленности может есть в даташитах (не уверен, что она так называется). Параксиальность - билзость к оптической оси оптического тракта (например оптическа ось линзы). Линза собирает плоскопараллельный пучок в точку в заднем фокусе, если этот пучок достаточно узкий и соответственно линза тонкая.
Абсолютно согласен с shk-3. Точнее всего получится именно считать интеграл интенсивности цветовых компонент (допустим, учитывая 95% интеграла, как при вычислении всяких Гауссовких распределний делают). Это не так сложно, тем более если будет программа (в чём я предлагаю shk-3 свою помощь) - для форумчан весь процесс измерения будет очень лёгким: фотографируем лазерную точку цифровым фотиком с некоторого фиксированного расстояния, запихиваем изображение в программу и она сама рассчитывает диаметр или что вам там нужно (интенсивность, и т.д. можно даже распределение освещённости по точке рассчитать). Пролетал вопрос - "Давайте найдем черный предмет который всем доступен и будем по нему мерить". Так вот, предлагаю простой эталон, который каждый форумчанин может изготовить, и который мало будет отличаться от других - сажа. Зажигаем свечку, берём ложку (лучше что-то плоское и холодное - например фарфоровая тарелка) и коптим этот предмет. Получившийся слой сажи будет очень хорошо поглощать свет, и к тому же его свойства почти не будут зависеть от подложки, на которую он нанесён и от продолжительности копчения. upd: Так мы получим практически одинаковые условия для измерений у всех. Можно будет надёжно сравнивать мощность и диаметр.
Просто. Предлагаю: лазер установить на штатив, вынести кнопку включения (чтоб не дёргать лазер на штативе), в метре (можете предложть другое удобное расстояние) расположить перпендикулярно лучу кусок стандартизованного тут на форуме гладкого пластика - мишени (например шасси ДВД привода или чего-нибудь другого одинакового и всем доступного), далее включать лазер на короткие промежутки времени до появления видимых изменений на мишени. Результат удобно будет анализировать в следующем виде: модель лазера, тип колиматора, ток лазера, суммарное время, диаметр оплавленного пятна на поверхности мишени. Самый сложный момент - это учёт времени воздействия, но тут можно разработать методику и всем её принять как стандарт. Чисто практично. Что скажете?
Если у кого есть старый осцилограф с люминофорным экраном.........(сам не пробовал , в теории должно получиться. только светить не в одно место а пересечь экран лучем)
Люминофор от блюреевского светиться будет, красный не покатит. Как материал для прожигания чёрная изолента пойдёт.
