Warum hat ein aufgeweiteter Laserstrahl eine geringere Divergenz?

Antwort

Ein aufeweiteter Laserstrahl hat eine geringere Divergenz aufgrund der Prinzipien der Beugung und der Geometrie von Lichtstrahlen. Die Divergenz eines Laserstrahls ist umgekehrt proportional zum Durchmesser des Strahls an seiner engsten Stelle (dem sogenannten Strahltaille). Das bedeutet, je größer der Durchmesser des Strahls, desto geringer ist die Divergenz. Dies lässt sich durch die Beugungstheorie erklären, insbesondere durch die Anwendung des Beugungsgesetzes auf einen Gaußschen Strahl. Die Formel für die Divergenz \(\theta\) eines Gaußschen Strahls ist: \[ \theta = \frac{\lambda}{\pi w_0} \] wobei \(\lambda\) die Wellenlänge des Lichts und \(w_0\) der Radius der Strahltaille ist. Wenn der Strahl aufgeweitet wird, erhöht sich \(w_0\), was zu einer Verringerung der Divergenz \(\theta\) führt. Zusammengefasst: Ein aufeweiteter Laserstrahl hat eine geringere Divergenz, weil der größere Durchmesser des Strahls an der Strahltaille die Ausbreitung des Strahls über größere Entfernungen stabilisiert und die Winkelverbreitung reduziert.

Frage stellen und sofort Antwort erhalten