Wat is de straaldiameter?
Stralingsdiameter is een maat voor de grootte van een lichtstraal of andere elektromagnetische straling, zoals een laser. Het is de diameter op elke lijn die loodrecht staat op en de straalas snijdt, en is het dubbele van de lengte van de straal van de straal. Voor een cirkelvormige balk wordt de lengte gedefinieerd als de lengte van een lijnsegment dat door het midden van de balk gaat en zijn eindpunten op de tegenoverliggende randen van de balk heeft. Als de balk elliptisch is, kan de diameter worden opgegeven als de lengte van de hoofd- of secundaire as van de ellips. Als de balk geen cirkelsymmetrie heeft, wordt in plaats daarvan vaak naar de balkbreedte verwezen.
De meeste elektromagnetische stralen hebben geen scherp gedefinieerde randen, zoals vaste objecten, en bundeldivergentie betekent dat hun breedte niet constant is over de gehele lengte van de straal. Er zijn dus een aantal manieren om de diameter van de balk te definiëren. De diameter van de bundel wordt gemeten met een apparaat dat een laserstraalprofiel wordt genoemd. Het punt op de balk waar de straaldiameter het smalst is, wordt de taille van de balk genoemd.
Stralingsdiameter is een belangrijk kenmerk van lasers. Stralen met een grotere diameter lijden minder aan bundeldivergentie, wat een meting is van hoe snel het licht van de bundel zich verspreidt vanuit de straaltaille. Stralen met een lage divergentie hebben dus een hogere bundelkwaliteit, een meting van hoe strak gefocust een laserstraal blijft tijdens het reizen. De optische intensiteit van een straal is de hoeveelheid optisch vermogen die de straal levert per oppervlakte-eenheid op het doel, dus een laser met lage bundeldivergentie zal een grotere optische intensiteit hebben dan een straal met hetzelfde optische vermogen maar hogere bundeldivergentie. Dit is belangrijk voor veel lasertoepassingen, zoals snijden, boren en op afstand lassen in de industrie en lasermicroscopie in de biologische wetenschap.
Er is een wisselwerking tussen de kwaliteit van de laserstraal en de grootte van de laser, omdat een laser met een kleinere lens een kleinere straaldiameter heeft en grotere straaldivergentie zal ondervinden, terwijl alle andere dingen gelijk zijn. Een laser kleiner maken, wat vaak wenselijk is om redenen van gemak en kosten, terwijl het handhaven van een hoge straalkwaliteit verbeteringen in andere delen van het ontwerp vereist. Dit kan worden gedaan met behulp van optische componenten van hogere kwaliteit, geoptimaliseerd resonatorontwerp en -uitlijning en het gebruik van laserversterkingsmedia die minder gevoelig zijn voor thermische effecten zoals thermische lensing.