Strahlform

Strahlform bezeichnet die räumliche Verteilung der Intensität und der Phase eines sich ausbreitenden Strahls, zum Beispiel von Licht, Schall oder Materie. Sie beschreibt die Form des Strahls quer zur Ausbreitungsrichtung und wie diese Form mit der Entfernung vom Strahlursprung verändert wird. Zentrale Merkmale sind die Querschnittsverteilung der Intensität, die Divergenz des Strahls, der Strahlwaist an der Fokussierung und, bei kohärenten Strahlen, die Phasenstruktur.

Typische Strahlformen umfassen Gauß-Profil-, Flachkopf- (Flat-top), Bessel- und ringförmige Muster. Gaußstrahlen treten häufig bei Laserquellen auf und zeichnen sich durch eine glatte, bell-förmige Intensitätsverteilung aus. Flachkopf-Strahlen liefern eine vergleichsweise gleichmäßige Intensität über den Strahlquerschnitt. Bessel-Strahlen weisen eine zentrale Null und seitliche Nebenmaxima auf und können sich über kurze Strecken relativ wenig ausbreiten. Die konkrete Strahlform wird von der Quelle, der Geometrie des Strahlpfads sowie von Bauteilen wie Linsen, Blenden, diffraktiven Elementen oder Phasenplatten beeinflusst.

Strahlformen lassen sich durch passive Techniken wie Blenden, Linsen oder Diffraktive-optische Elemente sowie durch aktive Verfahren wie Arrays, Phasensteuerung oder adaptive Optik gestalten. In der Akustik und Funktechnik ermöglicht Beamforming mittels Phasenverschiebung in Antennenarrays die Modulation und Richtungssteuerung des Strahls.

Messung und Charakterisierung erfolgen durch Strahlprofil- oder Kameramessungen, Knife-edge-Methoden und Messung der Divergenz oder des M²-Werts. Anwendungen finden sich in der Laserbearbeitung, der Mikroskopie, der medizinischen Bildgebung, der Kommunikation, Radar- und Ultraschalltechnik.

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