laser / výkon/vzdialenosť

[lato]

Mnohí robíte experimenty s laserom. Skúste odpovedať na túto dosť podstatnú otázku vplyvu laseroveho žiarenia na okolie.
Energia lasera na plochu so vzdialenosťou:

1. Klesá so štvorcom vzdialenosti - ako u žiarovky
2. Je stále rovnaká - laserový lúč je prakticky rovnobežný
3. Klesá lineárne so vzdialenosťou
4. Má miernu rozbiehavosť a tým aj pokles energie na plochu je pomerne ťažko spočítateľný.

Predpokladajme nulový útlm v prostredí, dostatočne ďaleko od "blízkeho poľa" - tam kde už zväzok má "rovnomerné" rozovretie (pre ukazovátka tak okolo 10m..)
(ráno skoro vstávam, takže odpoveď až zajtra..)

[aero]

podľa mňa možnosť č.4

[Peťus]

tipnul bych taky 4

[bobo87]

No najviac to podla mna zalezi od prostredia (ale podla zadania uvazujeme, ze luc neoslabuje), takze zalezi asi uz len od kvality vyhotovenia. A podla toho moznosti 2, alebo 4. Pre nejake ukazovatko by som dal 4 a pre nejaky kvalitny laser mozno aj 2.

[Kofo]

3 alebo 4? Lato, kam na to chodíš?

[Jacob989]

nechám hádať iných

[zawin]

Hmm myslim ze to bude ta 4 odpoved. Kedze laser vyzaruje zvazok lucov ktory ma rovnaky smer aj polarizaciu, tak sa ten vykon nema kde stratit.

[lato]

Správna odpoveď je 1 .... a som pripravený to aj dokázať

[Kofo]

Tak na čo čakáš?

[lato]

Som v robote a sem len odskakujem...takže pardon

Povrch sfery je 4*pi* r2 a presne v tomto pomere sa mení energia na jednotku plochy ako funkcia r. Pretože priemer zväzku
sa lineárne zväčšuje (aj keď málinko..) plocha rastie s druhou mocninou vzdialenosti a potom energia
vztiahnutá na jednotku plochy klesá s druhou mocninou vzdialenosti - energia prenášaná celým prierezom zväzku zostáva rovnaká.

V matematickom popise laserového lúča http://en.wikipedia.org/wiki/Gaussian_beam, najdeš parameter b (confocal parameter).
Ten určuje vzdialenosť, kde vyzerá ako rovnoběžný.
Pre ukazovátko to budú metre a ďalej je už rozbiehavý

http://en.wikipedia.org/wiki/Gaussian_beam

Gaussovský zvezok na väčšiu vzdialenosť je pod uhlom Theta, ktorý závisí na vlnovej dĺžke a na priemeru zväzku v najužšom mieste.
Tento uhol pre konečný priemer zväzku sa nikdy nerovná nule

Edit: čím je "východzý" lúč širší, tým má menšiu rozbiehavosť..

//Automatické spojenie príspevkov. Pridané po 13 minútach:

Ináč na tento problém som narazil, keď som zisťoval energiu zvazku fokusovanej UZ sondy...

//Automatické spojenie príspevkov. Pridané po 2 hodinách 20 minútach:

//Automatické spojenie príspevkov. Pridané po 1 hodine 20 minútach:

Nedávno bola v TV relácia kde domácim laserom zapalovali na 2 km...

Ak by sme mali na 1 m 0,01mm2 zväzok (0,1 x0,1mm) a 1 W tak verím že zapáli hocičo. Ale už na 1 km je to (rozovretie 0,005 stupna) cca 1mikrowat na tu istu plochu.... a čiže takéto správy patria do ríše rozprávok. Hlavne , že vyvolávajú úžas u divákov....

[strobe1]

Toto vlákno je naozaj poučné ale chýbajú mi tu ešte reálne výkony takýchto lacných ukazovátok a modulov.

http://www.lazerpoint.com/p-100mw-532nm ... ck_8575234
http://www.ebay.com/itm/532nm-100mw-Gre ... 19e3ebf6fe

U tých 10-100mW modulov som pri napájaní 3,7V nameral odbery od 180mA do 420mA.
Neviete náhodou akú majú tie moduly účinnosť ?

Pozn.
Luxmetrom asi výstupný výkon neodmeriam

[Victorio]

lato: zaujala ma téma laserov, kedysi som sa tomu aktívnejšie venoval, navštívil som aj ČSAV v Prahe (úžasný zážitok pri testovani femtosekundového lasera ), aj Teslu Holešovice,kde vyrábali HeNe... aj som sa čosi pokúsil vyrábať (CO2 40-100W, ale nedokončil som to , vlastne nespustil kvôli obave o zrak, lebo ide o neviditeľné IR... - ktovie, či by to vôbec fungovalo )
a tak komplet zariadenie stojí na povale. , ale k veci
ohľadom klesania energie,to predsa nieje celkom spočítateĺné, hlavné straty a rozptyl budú predsa kvôli určitej hustote vzducu a prachovým a kadejakým smogovým časticiam a matematika bude mať trocha ďalej od reality.
vo vzduchoprázdne by sa z energie nestratilo nič aspoň si myslím, .
Rozptyl tiež závisí od optiky, aj od typu lasera, vlnovej dlžky a pod.
Ak sú konkávne zrkadlá ako v HeNe napríklad, tak bez korigovania čočkou asi bude rozbiehavosť. Čo mám doma 10mW tak n cca 500m vidno na budove krúžok odhadujem min cca 30cm. Polovodičové v tých ukazovátkach majú rozpytyl oveľa väčší.

-- Spojený príspevok 03 Okt 2014, 11:08 --

doplním že ten 10mW je HeNe