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Grö\3e des Laserstrahls

Der Strahlquerschnitt ist, kurz nach Verlassen des Lasers, rechteckig. Nach ca. einem Meter wird er rund und hat nach zwei Metern einen gau\3förmigen Querschnitt von etwa 2cm Durchmesser. Durch eine Anordnung von zwei Infrarotlinsen im Strahlengang kann der Laserstrahl bei Bedarf beliebig aufgeweitet werden, um eine grö\3ere Fläche zu erhitzen. Abbildung 6.3 zeigt einen Grauwertschnitt durch das Kamerabild eines Laser-Flecks unmittelbar nach dem Einschalten des Laserstrahls.

laser

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Abbildung: Schnitt durch einen vom Laser erhitzten Fleck auf der Wasseroberfläche (kleines Bild) kurz nach Einschalten des Laserstrahls. Die Temperaturverteilung auf der Wasseroberfläche zeigt die Verteilung der Laserleistung beim Auftreffen.

Die Verteilung der Laserleistung beim Auftreffen auf die Wasseroberfläche ergibt sich durch einen Fit der Temperaturverteilung eines Querschnittes mit einer Gau\3kurve
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Aus Abbildung 6.3 lä\3t sich erkennen, da\3 die Form des Laserflecks nicht symmetrisch ist. Die gestrichelte Gau\3kurve stellt einen Fit durch alle Punkte des Grauwertschnittes dar. Die linke Flanke der Kurve ist wesentlich steiler als die rechte. Dies liegt daran, da\3 sich die Wasseroberfläche während des Aufheizens unter dem Laserstrahl wegbewegt. Der rechte Teil besteht daher aus einer Summe von gegeneinander verschobenen Intensitätsprofilen. In Kapitel 5 wird dies in der Numerischen Simulation des Vorgangs berücksichtigt.

Da die linke Flanke des Grauwertschnittes nicht durch die Bewegung der Wasseroberfläche verfälscht ist, liefert ein Fit durch diese Punkte (durchgezogene Kurve) ein genaueres Ergebnis. Damit ergibt sich die Breite tex2html_wrap_inline12464 des Laserstrahls zu tex2html_wrap_inline15096cm (hierbei wurde bereits die Grö\3eneichung des Kamerabildes verwendet).



Horst Haussecker
Tue Jan 14 19:32:36 MET 1997