Intensitätsabhängigkeit des Fokusdurchmessers (Gauß-Strahl)?

Nailimixam · Anmeldungsdatum: 16.02.2014 Beiträge: 1

Hallo liebe Physik-Experten,

ich bin noch ein Neuling in der Welt des Lasers, der sich gerade in die Materie der Gauß-Strahlen einarbeitet. Diesbezüglich wende ich mich mit einer Frage an Euch: Verändert sich der Fokusdurchmesser eines fokussierten CO2-Lasers wenn man die Intensität des Gauß-Strahls von I0=20% auf I0=100% variiert? Einfacher ausgedrückt: Wird der Strahldurchmesser mit steigender Intensität/Laserleistung größer? Es handelt sich dabei um eine CO2-Strahlquelle, die Leistungen von 0-100 W abgeben kann. Durch sehr kurze Belichtungsdauern, kann eine Fokusverzerrung durch Erwärmung des Linsensystems nahezu ausgeschlossen werden. Anbei ein Bild zur Verdeutlichung. Für Eure Hilfe möchte ich mich sehr herzlich bedanken.

Vielen Dank!

yellowfur · Moderator Anmeldungsdatum: 30.11.2008 Beiträge: 804

Die Intensität eines Gaußstrahls ist beschrieben durch

wobei x,y,z die drei Raumkoordinaten sind,

die elektrische Feldkonstante, A die Amplitude und

ist der Strahldurchmesser.

Demnach variiert der Strahldurchmesser mit dem Meßabstand in z-Richtung und mit der Wellenlänge in dem Ausdruck

.
Generell ist die Intensität abhängig von der Wellenlänge

, abhängig davon, wie der Resonator deines Lasers beschaffen ist.
Wenn du schreibst "kurze Belichtungsdauern", klingt das für mich nach Pulsbetrieb, in dem eben die Zeit zu kurz ist, um die Kavität nennenswert zu erwärmen oder andere Effekte herbeizuführen, die die Wellenlänge stark ändern. Demzufolge dürfte sich der Strahldurchmesser nicht ändern und so sieht das ja auch in deinem Schaubild aus.