Spotgröße

Spotgröße bezeichnet die räumliche Ausdehnung eines fokussierten Lichtstrahls oder eines optischen Flecks auf einer Oberfläche. Sie ist eine zentrale Kenngröße in Optik, Lasertechnik, Mikroskopie, Lithografie und Drucktechnik, weil sie Auflösung, Präzision und Leistungsdichte bestimmt.

Praxisdefinitionen variieren. Häufig wird der Spot als Durchmesser angegeben, innerhalb dessen die Intensität einen bestimmten Anteil des Maximums erreicht. Bei Gauß-Profilen ist oft der 1/e^2-Radius relevant; alternativ wird die Vollbreite bei halbem Maximum (FWHM) verwendet.

Spotgröße hängt von Wellenlänge, Fokusoptik, Strahlprofil und Strahlqualität ab. Höhere Numerische Apertur (NA), kürzere Wellenlänge und gut geformter Strahl verbessern typischerweise die Fokussierung. Der Strahlqualitätsfaktor M^2 beschreibt Abweichungen vom idealen Gaußprofil; reale Systeme haben M^2 ≥ 1.

Anwendungsfelder umfassen Laserbearbeitung (Schneiden, Markieren), Mikroskopie (Auflösung), Spektroskopie und lithografische Prozesse; dort bestimmt die Spotgröße die räumliche Auflösung und die Energieverteilung.

Messmethoden sind Knife-edge-Messungen, Beameprofiling mit Beam- Profilern oder CCD-Kameras sowie Raster-Scanning-Tests, um die Intensitätsverteilung und den Spotradius abzuschätzen.

Zur Reduktion der Spotgröße tragen größere NA, kürzere Wellenlänge, präzise Strahlaufbereitung und sorgfältige Fokussierung bei. Gleichzeitig erhöhen sich damit Leistungsdichte und potenzielle Schäden der Probe.