Reichweite eines Lasers Berechnen

Wissenschaft Physik
#1

Wie kann ich die Reichweite eines Lasers berechnen. Damit meine ich nicht die Reichweite die ich selbst sehen kann sondern den Endpunkt des Lasers bis er seine Leistung auf Objekten verliert.

Die Datend es Lasers währen Folgende:
Leistung: 200mW mit 532nm

Wie errechnet man die Entfernung welche der Laser schafft. Oder kann Mir gar jemand schon Direkt sagen wie weit dieser Laser kommt.

#2

„Die Reichweite“ kann man nicht pauschal berechnen. Warum?

Licht wird in Luft gedämpft, d.h. beim Durchlaufen wird langsam aber sicher immer mehr von dem Licht gestreut und absorbiert. Gestreut wird Licht, weil kleine Partikel da sind, die das Licht reflektieren oder beugen, aber auch Dichteunterschiede durch Schall und Hitze streuen das Licht. Andere kleine Partikel und Luftmoleküle absorbieren auch Licht.

Diese Vorgänge sind aber exponentiell. D.h. von einem Laser werden je Streckeneinheit ein gewisser Anteil (ein fixer Prozentsatz) entfernt. Wenn aber immer der selbe Prozentsatz entfernt wird, wird der Rest nie null. Folglich kommt ein Laser unendlich weit. Wir können ihn nur nicht mehr sehen, weil unsere Augen zu schwach sind.

Man kann natürlich eine „Reichweite“ definieren. Dafür muss man vorher festlegen, welches Maß für die Reichweite gelten soll. Man könnte z.B. sagen, die Reichweite ist dann erreicht, wenn nur noch 1 µW am Ziel ankommen. Wenn man die Aufweitung eines Lasers mit in Betracht ziehen möchte, dann muss man innerhalb eines Quadratmillimeters z.B. 1 µW/mm² definieren.

Hat man also die Festlegung (z.B. die erste) getroffen, muss man die Endleistung (1µW) durch die Ausgangsleistung dividieren. Von diesem Bruch zieht man den dekadischen Logarithmus und multipliziert ihn mit 10. Dann hat man die maximal zulässige Dämpfung in dB. Das wären in unserem Fall 53 dB. Luft in der Stadt hat eine Dämpfung von 10 dB/km. Man käme also nach erster Festlegung auf gute 5 km.

Möchte man die Aufweitung des Lasers noch in Betracht ziehen, wird’s schwieriger. Es kommt dann noch das quadratische Entfernungsgesetz hinzu.

Du musst also zuerst wissen

  1. Welche Leistung möchtest Du am Zielort minimal haben?
  2. Ist die Leistungsdichte am Zielort wichtig?
  3. Welche Dämpfung hat die Luft durch die der Laser geht, denn Stadt- und Landluft unterscheiden sich doch sehr.
#3

Vielleicht hilft dir folgendes Diskussionsforum weiter:
http://www.mikrocontroller.net/topic/18672
Walter

#4

Tach MarryCerry,

leider bin ich kein Physiker, und habe keine ahnung wie ich das berechnen würde.
ich glaube folgende faustregel gelernt zu haben: die Belechtungsstärke nimmt im quadrat zur enfernung ab, alledings geht es dabei Theaterscheinwerfer und nicht um laser.

ich hoffe ich konnte wenigstens ein bisschen weiterhelfen,

schönen gruß und viel erfolg beim forschen.

#5

Super das nenn ich mal ne Antwort wo ich mit klar komme da habe ich wenigstens nun endlich anhaltspunkte um es im groben zu errechnen. danke dir

#6

Ich bin kein Spezialist für Laser.
Was die Reichweite ist, wird vor allem auch bestimmt, welche Resthelligkeit („Leistung“) dort ankommen soll, in Lux, Zehntel-, Hunderstel-, Tausenstel-Lux?
Und auch ein Laserpunkt wird mit der Entfernung immer größer und damit schwächer - abhängig vom Technikaufwand - und natürlich vom umgebenden Licht (Tag oder Nacht), Dunst, geografische Höhe usw.
Was soll der Laser dort bewirken?
Wissen könnten dies Forschungsinstitute, z.B. Technische Hochschulen, Max-Planck-Institute u.ä. Es wird z.B. Laserlicht zum Mond gesandt, das von einer dort aufgestellten Reflektorfläche zurückreflektiert wird, damit mißt man die Entfernung Erde - Mond. Dabei wurde festgestellt, dass die Entfernung jährlich um 3,5 cm zunimmt.
Also eines Tages verschwindet der Mond - na ja, so etwa in 3-4 Milliarden Jahren.

#7

Sehr geehrter Kunde,

Wenden Sie sich bitte an den Hersteller der Lasers.

Meine Kenntnisse im Bereich Laser sind begrenzt !

Mit freundlichen Grüße,
Guy Slambrouck
Remscheid

#8

Es tut Mir leid sie enttäuschen zu müssen aber ich bin kein geschäftspüartner von ihnen ich habe ledigleich sie als experte mit vorgeschlagen bekommen. und wenn sie nicht in der lage sind ihr profil zu aktuallisieren ist dies nicht mein problem

#9

Hallo Mary,
na… das ist dann doch nicht so ganz einfach zu beantworten.
Die Sache ist die: erstmal müßten wir klären, was Du genau mit „Reichweite“ meinst? Z.B.:

  1. die Entfernung vom Laser, bei der Du selbst bei Tageslicht gerade noch einen Lichtfleck auf einem weißen Blatt Papier erkennen kannst
  2. dasselbe bei Dunkelheit (Ergebnis wird ca. doppelt so weit sein wie unter 1))
  3. ähnlich wie 1) und 2), aber mit einem Meßgerät als Empfänger anstatt Deiner Augen (das scheinst Du zu meinen. Aber je nach „Meßgerät“ kann das Ergebnis spektakulär unterschiedlich sein).

Zum anderen wird die „Reichweite“ maßgeblich bestimmt über die Optik, welche im Laser verbaut ist. Reden wir von einer billigen Mini-Optik wie bei einem Laserpointer? Oder von etwas aufwändigerem? Auch hier kann der Unterschied riesig sein.
Dann ist noch die Frage, was für einen Laser wir hier überhaupt haben. Ich nehme an, Du meinst eine Laserdiode (schreibst Du aber nicht explizit). Verschiedene Arten von Lasern haben deutlich unterschiedliche optische Qualität.

Du siehst - leider kann ich Dir keine direkte Antwort geben. Kommt darauf an, was genau Du erreichen möchtest. Fast alles läßt sich machen - „Reichweiten“ von wenigen Metern bis 40km (soweit ist der Horizont entfernt - darüber geht es nur mit Türmen, und von denen hast Du nichts gesagt) lassen sich erreichen… es kommt nur darauf an, wieviel Geld man ausgeben will oder kann.

Lieben Gruß,
Mario.

#10

Hallo MarryCherry,
da muss ich leider passen, davon habe ich leider gar keine Ahnung.