Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LED Strahl / Laserstrahl bündeln


von André R. (andr_r23)


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Wie genau kann ich meine Lichtquelle die in diesem Fall einmal eine 
Hochleistungs LED ist und im anderen Fall eine Laserdiode ist bündeln, 
so dass ich auf ca 28mm Entfernung ein möglichst gut gebündeltes Licht 
habe.

Dafür werde ich mit Sicherheit Linsen brauchen aber da gibt es bei mir 
die ersten Fragen.

Die Lichtquelle streut ja mit einem Bestimmten Winkel (bei der LED sinds 
zum Beispiel 7°, beim laser 9°/32°) wie wild durch die Gegend. Wenn ich 
das richtig verstanden habe, dann setze ich einen Kollimator davor der 
nichts anderes macht als aus diesem wirrwar eine Parallele und ggfls 
homogene Strahlung zu erzeugen. Hiernach dann eine Sammellinse einsetzen 
die meinen Strahl genau mittig fokussiert.


Was für eine Sammellinse und Kollimatorlinse benötige ich dafür?
Wo bekomme ich soetwas am schnellsten her?

Ist meine behauptung überhaupt richtig? :-)

von Philipp F. (philipp5054)


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Hallo André,
divergentes Licht zu einem "Laser" zu wandeln ist theoretisch nicht 
möglich. Praktisch könntest du versuchen eine bi-convex Linse mit 100m 
Brennweite zu nutzen. Damit würdest du einen ziemlich gebündelten Strahl 
erzeugen vermute ich.

Gruß Philipp

von Paul K. (paul_c)


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Bei dem Fokussieren von LASER-Dioden Schrillen bei mir die Alarmglocken. 
Ich weiß nicht wie erfahren du im Umgang mit LASER bist und leider 
habe ich auch keine Ahnung, was für LASER-Dioden du verwenden willst, 
aber du solltest mit so etwas generell vorsichtig sein, da sich die 
LASER-Klasse mitunter erhöhen kann, wenn du Linsensysteme verwendest. 
Wenn du das nicht bist, dann mach dich bitte bevor du das ausprobierst 
mit den Laserklassen und den entsprechenden Schutzmaßnahmen vertraut.

An sich - finde ich - hört sich das vorhaben realistisch an, 
insbesondere, da eine Strecke von 28 mm für Laser nicht so lang ist. Vor 
der Kollimatorlinse brauchst du wahrscheinlich noch eine Blende, um 
möglichst nahe an eine Punktförmige Lichtquelle zu kommen. Daraus 
wiederum kann die Notwendigkeit einer höheren Intensität resultieren, da 
du ja eine Menge von dem Licht weg nimmst.

Wahrscheinlich wird das Strahlprofil deines Laserstrahls nicht Isotrop 
sein. Wenn das für dich ein Problem ist, solltest du dich nochmal 
informieren, wie du das ausgleichen kannst. Ich habe das leider gerade 
nicht gefunden.

@Philipp:
Der TE sprach unter anderem auch von einer LASER-Diode.

Beste Gröüße,
Paul

von Andy (Gast)


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So etwas lernt man im Physik Unterricht: Stichwort Optik.

Falls du da nicht aufgepaßt hast, hilft dir vielleicht Wikipedia weiter: 
Stichwort Optik, Linsen ...

Gruss
Andy

Mein Tip: Lass es!

von Harald W. (wilhelms)


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André R. schrieb:
> Wie genau kann ich meine Lichtquelle die in diesem Fall einmal eine
> Hochleistungs LED ist bündeln,
> so dass ich auf ca 28mm Entfernung ein möglichst gut gebündeltes Licht
> habe.
>
> Dafür werde ich mit Sicherheit Linsen brauchen aber da gibt es bei mir
> die ersten Fragen.

Ja.
>
> Die Lichtquelle streut ja mit einem Bestimmten Winkel (bei der LED sinds
> zum Beispiel 7°) wie wild durch die Gegend. Wenn ich
> das richtig verstanden habe, dann setze ich einen Kollimator davor der
> nichts anderes macht als aus diesem wirrwar eine Parallele und ggfls
> homogene Strahlung zu erzeugen. Hiernach dann eine Sammellinse einsetzen
> die meinen Strahl genau mittig fokussiert.

Eine Sammellinse kann auch beides gleichzeitig, wenn Du sie richtig
justierst. Die Sammellinse braucht aber einen Abstand von ca. deren
Wellenlänge zur LED. Aus physikalischen Gründen ist es auch nicht
möglich, den "Brennfleck" kleiner als die aussendende Fläche zu
bekommen.
Gruss
Harald

von André R. (andr_r23)


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Danke für die zahlreichen und informativen Antworten.

Betreffend der Schutzmaßnahmen habe ich die DIN EN 60825 schon gelesen 
und ein wenig rumgerechnet. Die Laserklasse wird sich, wenn die Box die 
ich gebaut habe geschlossen bleibt auf die KLasse 1M beschränken. Wenn 
die offen ist wirds dann brisanter da der Laser nicht im sichtbaren 
Bereich ist. Aber das bekomme ich schon hin. Laserschutzbrille bekomme 
ich von der Uni, Raum wird dann halt abgeschlossen und fertig :-).


Hat jemand eventuell eine Idee wo ich solche Linsen herbekomme? Sehr 
gerne ne Laseroptik die schon komplett fertig ist. Bei Conrad habe ich 
nichts gefunden.

Danke

von Hagen R. (hagen)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Aus physikalischen Gründen ist es auch nicht
> möglich, den "Brennfleck" kleiner als die aussendende Fläche zu
> bekommen.

Hast du dazu eine literarische Quelle die das untermauert ?

Nehme ich eine Sammellinse dann habe ich gelernt das sich ein 
Schnittpunkt der einzelnen Strahlen bildet. Ist das Linsensystem 
entsprechend ausgelegt so sollten diese Strahlen alle durch einen 
einzigen Fokuspunkt gehen egal wie groß die Lichtquelle flächenmäßig 
ist. Wäre dem nicht so so denke ich das viele Geräte die es gibt 
garnicht funktionieen dürften.

Gruß hagen

von Harald W. (wilhelms)


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Hagen Re schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>> Aus physikalischen Gründen ist es auch nicht
>> möglich, den "Brennfleck" kleiner als die aussendende Fläche zu
>> bekommen.
>
> Hast du dazu eine literarische Quelle die das untermauert ?

Habe ich Leider nicht.

> Nehme ich eine Sammellinse dann habe ich gelernt das sich ein
> Schnittpunkt der einzelnen Strahlen bildet. Ist das Linsensystem
> entsprechend ausgelegt so sollten diese Strahlen alle durch einen
> einzigen Fokuspunkt gehen egal wie groß die Lichtquelle flächenmäßig
> ist. Wäre dem nicht so so denke ich das viele Geräte die es gibt
> garnicht funktionieen dürften.

z.B Fotokameras? :-)
Gruss
Harald

von Master S. (snowman)


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>> Aus physikalischen Gründen ist es auch nicht
>> möglich, den "Brennfleck" kleiner als die aussendende Fläche zu
>> bekommen.
> Hast du dazu eine literarische Quelle die das untermauert ?

schon einmal mit einer lupe ein feuer entfacht? bei mir war der 
"Brennfleck" jeweils ein bisschen kleiner als die sonne ;-)

von André R. (andr_r23)


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RLY-133G, 3 glass lens, M9x0.5, f = 8.2 mm, NA=0.29, ARC 630-780nm

Das Ding nehme ich jetzt :-). Gibt es bei Roithner. ARC = Anti 
reflective coating? Naja ich bin eh bei 850/880nm.

Vielen Dank für die tollen Antworten!

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