Vad är stråldiametern?

balkdiameter är en mätning av storleken på en ljusstråle eller annan elektromagnetisk strålning, såsom en laser. Det är diametern på alla linjer som är vinkelrätt mot och korsar strålaxeln och är dubbelt så stor som strålradie. För en cirkulär stråle definieras dess längd som längden på ett linjesegment som passerar genom strålens mitt och har sina slutpunkter på strålens motsatta kanter. Om strålen är elliptisk kan dess diameter specificeras som längden på antingen den stora eller mindre axeln för ellipsen. Om strålen inte har cirkulär symmetri, hänvisas strålbredden ofta till istället.

De flesta elektromagnetiska strålar har inte skarpt definierade kanter, som fasta föremål gör, och stråldivergens innebär att deras bredd inte är konstant längs hela strålens längd. Således finns det ett antal sätt att definiera strålens diameter. Mätning av stråldiameter görs med en enhet som kallas en laserstråleprofiler. Punkten på strålen där stråldiametener är smalaste kallas strålens midja.

stråldiameter är ett viktigt attribut för lasrar. Strålar med en större diameter lider mindre stråldivergens, vilket är en mätning av hur snabbt strålens ljus sprider sig från strålens midja. Strålar med låg divergens har således högre strålkvalitet, en mätning av hur tätt fokuserad en laserstråle kvarstår när den reser. En stråls optiska intensitet är mängden optisk kraft som strålen levererar per areenhet vid målet, så en laser med låg stråldivergens kommer att ha större optisk intensitet än en stråle med samma optiska kraft men högre stråldivergens. Detta är viktigt för många laserapplikationer, såsom skärning, borrning och fjärrsvetsning i industrin och lasermikroskopi inom biologisk vetenskap.

Det finns en avvägning mellan laserstrålkvalitet och storleken på lasern, eftersom en laser med en mindre lins har en mindre stråldiameter och kommer att drabbas av större stråldivergens, alla andra saker är lika. Att göra en laser mindre, vilket ofta är önskvärt av skäl till bekvämlighet och kostnad, samtidigt som hög strålkvalitet håller förbättringar i andra delar av designen. Detta kan göras genom att använda optiska komponenter av högre kvalitet, optimerad resonatordesign och justering och användning av laserförstärkningsmedier som är mindre benägna att förvränga termiska effekter såsom termisk lins.