: Andreas Letsch
: Charakterisierung allgemein astigmatischer Laserstrahlung mit der Methode der zweiten Momente
: Herbert Utz Verlag
: 9783831608966
: 1
: CHF 26.80
:
: Naturwissenschaft
: German
: 177
: DRM
: PC/MAC/eReader/Tablet
: PDF
Die Bestimmung der zehn zweiten Momente der Wignerverteilung erm¨oglicht eine einfache Berechnung der geometrisch optischen Eigenschaften von Laserstrahlen bei der Ausbreitung durch optische Systeme. Die Norm ISO 11146 wurde Mitte der Neunziger Jahre verabschiedet und beschreibt ein Messverfahren zur Bestimmung der Eigenschaften von stigmatischen und einfach astigmatischen Laserstrahlen, die durch ihre Symmetrieeigenschaften gekennzeichnet sind. Seit 2000 wird an einer Erweiterung dieser Norm gearbeitet (ISO/FDIS 11146-2), um ein Regelwerk zu schaffen, mit dem auch allgemein astigmatische Strahlen vermessen werden k¨onnen, so dass jegliche Art von Laserstrahlung normgerecht charakterisiert werden kann.

In Kapitel 2 dieser Arbeit werden die grundlegenden Eigenschaften der Beschreibung von Laserstrahlen mit Hilfe ihrer zweiten Momente vorgestellt. Die Ausbreitung von Laserstrahlen durch optische Systeme wird in Kapitel 3 an Hand einiger Beispiele erl¨autert. Die effektive Beugungsmaßzahl und der intrinsische Astigmatismus sind zwei Kennzahlen, die bei der Ausbreitung durch optische Systeme invariant sind. Die effektive Beugungsmaßzahl beschreibt die Qualit¨at eines Laserstrahls im Vergleich zu einem idealen, beugungsbegrenzten Strahl, w¨ahrend der intrinsische Astigmatismus mit der Symmetrie verkn¨upft ist.
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Kurzfassung8
Inhaltsverzeichnis10
Liste der verwendeten Symbole12
Extended Abstract16
1 Einleitung22
2 Geometrische Eigenschaften von Laser-strahlung26
2.1 Wignerverteilung26
2.2 Momente der Wignerverteilung28
2.3 Klassifizierung der Laserstrahlen30
2.4 Physikalische Bedeutung der Momente33
3 Ausbreitung von Laserstrahlen durch einige optische Systeme42
3.1 Freie Propagation eines Laserstrahls42
3.2 Drehung eines ausgerichteten einfach astigma-tischen Strahls47
3.3 Propagation durch eine Zylinderlinse50
3.4 Zusammenfassung54
4 ISO 1114655
4.1 Charakterisierung einfach astigmatischer und stigmatischer Strahlen55
4.2 Vermessung allgemein astigmatischer Strahlen57
5 Bestimmung der Ortsmomente61
5.1 Bestimmung der Ortsmomente62
5.2 Auswirkung von Schwankungen des Strahls81
6 Alternative Methode zur Bestimmung der Ortsmomente84
7 Messung nach ISO/FDIS 11146-290
7.1 Versuchsaufbau91
7.2 Grundlagen zur Simulation der Messung94
7.3 Fehlerbetrachtung mit Hilfe der Ausgleichsrech-nung98
7.4 Bestimmung der zweiten Momente102
7.5 Bestimmung der abgeleiteten Parameter104
7.6 Ausbreitung der gemessenen Strahlen durch das Messsystem111
7.7 Untersuchung der Auswirkung von Messfeh-lern auf die Invarianten119
7.8 Analyse mit elliptischem Integrationsbereich134
7.9 Diskussion der Messung nach ISO 11146-2137
8 Verbessertes Messverfahren141
8.1 Messung des Twistes141
8.2 Allgemein astigmatischer Strahl mit Twist144
8.3 Allgemein astigmatischer Laser mit verschwind-endem Twist149
8.4 Zusammenfassung153
9 Zusammenfassung155
A Funktionsweise und Charakterisierung von CCD-Kameras158
Literaturverzeichnis164