Warum werden Laser für Anwendungen mit konzentriertem Licht anstelle inkohärenter Lichtquellen verwendet?

Einige Laseranwendungen bestehen einfach darin, Licht auf einen kleinen Punkt zu konzentrieren. Zwei Beispielanwendungen sind Laserschweißen und -schneiden. In diesen Fällen wird häufig ein CO ₂ -Laser eingesetzt, der eine geregelte Stromversorgung, eine Wasserkühlung und eine Zufuhr von CO ₂ -Gas benötigt.

Warum verwenden diese Anwendungen einen Laser anstelle einer einfacheren (dh inkohärenten) Lichtquelle wie einer mit Wechselstrom betriebenen Bogenlampe?

optics lasers

— user3368561
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Was genau meinst du mit "einer einfacheren Lichtquelle"?

— Paul

Das Wiki über Laser diskutiert die Vorteile einer räumlich kohärenten Lichtquelle als Mittel zur Erzeugung hochkonzentrierter Lichtpunkte. Vielleicht könnten Sie Ihre Frage im Zusammenhang mit diesen Informationen erweitern oder klären.

— Dan

@Paul stellen sich eine industrielle Heizungsanwendung vor. Eine Alternative ist die Verwendung eines Gaslasers mit geregelter Stromversorgung, Wasserkühlung, Vakuumpumpe, Gasversorgung usw. Eine andere Alternative ist die Verwendung einer einfachen Wechselstrom-Bogenlampe, die mit einem einfachen Transformator betrieben und luftgekühlt wird.

— user3368561

@ user3368561, bitte geben Sie die Alternativen im Kommentarbereich der Frage an. Dies verbessert die Frage und die Chance auf eine gute Antwort. Löschen Sie auch den Kommentar. danke

— Mahendra Gunawardena

Antworten:

Es gibt viele Gründe, warum hoch monochromatisches Licht, wie das von einem Laser emittierte, nützlich ist, um eine große Menge an Leistung an einen kleinen Punkt abzugeben.

$~1\ \mu\text{m}$

Ein zweites Problem bei inkohärenten Lichtquellen ist, dass sie im Allgemeinen Licht in alle Richtungen aussenden. Selbst wenn Sie eine äquivalente Menge an optischer Leistung erzeugen können, ist es sehr viel schwieriger, alles in einer kollimierten Quelle zusammenzufassen, die vor dem Fokussieren auf einen Punkt benötigt wird.

$10.6\ \mu\text{m}$

— Chris Mueller
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Dies ist nur eine Ergänzung zur Antwort von Chris Mueller.

Wenn Sie an Laser denken, denken Sie immer an eine Blende mit vielen Spiegeln, Linsen und Optiken im Allgemeinen. Nehmen wir an, Sie schaffen es, an einem Punkt einen fokussierten Strahl (mit breitem Spektrum) zu erzeugen. Jetzt möchten Sie ihn an den Anwendungspunkt bringen. Bei einem breiten Spektrum wird es nicht gut funktionieren, da der Strahl für die verschiedenen Wellenlängen den Fokus verliert. beim Durchlaufen der Optik.

Um Ihnen ein Bild von den optischen Phänomenen zu geben, schauen Sie sich dieses berühmte Albumcover an . Sie werden bemerken, dass sich das austretende Licht (entlang des Spektrums) ausbreitet und den Fokus verliert.

Sie könnten es neu ausrichten, aber das ist unpraktisch. Weitere Überlegungen finden Sie in der Antwort von Chris Mueller.

— WalyKu
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