Что такое диаметр луча?

Диаметр луча - это измерение размера луча света или другого электромагнитного излучения, такого как лазер. Это диаметр на любой линии, который перпендикулярен оси луча и пересекает ее, и вдвое больше радиуса луча. Для круглого луча его длина определяется как длина отрезка, который проходит через центр луча и имеет свои конечные точки на противоположных краях луча. Если луч эллиптический, его диаметр может быть указан как длина большой или малой оси эллипса. Если балка не имеет круговой симметрии, вместо нее часто указывается ширина балки.

Большинство электромагнитных лучей не имеют четко очерченных краев, как у твердых объектов, а расхождение лучей означает, что их ширина не является постоянной по всей длине луча. Таким образом, существует несколько способов определения диаметра луча. Измерение диаметра пучка выполняется с помощью устройства, называемого профилировщик лазерного луча. Точка на балке, где диаметр луча является самой узкой, называется талией балки.

Диаметр луча является важным атрибутом лазеров. Лучи с большим диаметром испытывают меньшую расходимость луча, что является показателем того, насколько быстро свет луча распространяется от талии луча. Лучи с низкой расходимостью, таким образом, имеют более высокое качество луча, измерение того, насколько плотно сфокусирован лазерный луч во время движения. Оптическая интенсивность луча - это количество оптической мощности, которое луч излучает на единицу площади на цели, поэтому лазер с низкой расходимостью луча будет иметь большую оптическую интенсивность, чем луч с такой же оптической силой, но более высокой расходимостью. Это важно для многих лазерных применений, таких как резка, сверление и удаленная сварка в промышленности и лазерная микроскопия в биологической науке.

Существует компромисс между качеством лазерного луча и размером лазера, так как лазер с линзой меньшего размера имеет меньший диаметр луча и будет страдать от большей расходимости луча, при прочих равных условиях. Создание лазера меньшего размера, что часто желательно из соображений удобства и стоимости, при сохранении высокого качества луча, требует усовершенствования в других частях конструкции. Это можно сделать, используя оптические компоненты более высокого качества, оптимизированную конструкцию и настройку резонатора, а также использование лазерных усиливающих сред, которые менее подвержены искажению тепловых эффектов, таких как тепловое линзирование.