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怎么定义激光束大小?

时间:2023-04-20 17:38:14 作者:博纳德 点击:

为了更好地理解激光束大小的微妙之处,从 3 个角度来了解它。

      ● 激光束“尺寸”是什么意思?

      ● 尺寸在哪里 测量?

      ● 怎么定义激光的“开始”和“结束”?

一、测量什么?

激光的横截面是您将激光直接照射墙壁时看到的“光点”。光束大小本质上衡量的是那个光斑的宽度。

3 种主要的激光束形状是:

      ● 圆:由直径定义

      ● 椭圆:由长轴直径 和 短轴直径定义

      ● 矩形:由宽度 和 高度定义

二、在哪里测量?

激光束在传播时会发生变化。不仅仅因为实验装置存在问题,而且因为即使是完美的激光器也会发散。

这意味着 测量光束尺寸的位置 会对测量产生影响。

由于测量位置会影响光束尺寸,因此标准光束尺寸特性是在焦点处测量的。2个重要指标是:

● 光斑尺寸:光束在焦点处的宽度。

这与光束直径相同,只是必须 在焦点处测量光斑尺寸。

● 景深:激光功率密度仍然很大的焦点前后的距离

三、怎么测量的?

1、激光的边界并不明确。

一些激光器具有所谓的高斯分布,其中光束中心的强度最高,然后根据特定公式逐渐减弱。其他称为 平顶激光器的激光器具有更“开或关”的强度分布。所有激光器的轮廓都可能不规则。当试图确定波束宽度测量的确切开始和结束位置时,这种模糊性会带来问题。

2、定义明确的界限

有 4 种常见的光束宽度定义,每一种都给出了不同的问题答案:“激光的光斑在哪里结束? ”

    ● FWHM

    ● 1/e2

    ● D86

    ● D4σ

FWHM

FWHM(半峰全宽)将光束宽度定义为光束强度降至其最大值的 50% 时两点之间的距离。

1/ e2

波束宽度的1/e 2定义是强度降至最大值的1/e 2 (13.5%)的两点之间的距离

对于理想的高斯光束,1/e 2和 D4σ 定义给出相同的结果。

D86

D86 光束宽度是包含激光器总功率 86% 的圆的直径。

D4p

D4σ 光束宽度定义是国际 ISO 标准。

D4σ 将波束宽度定义为 4 个标准差宽。

D4σ 是唯一考虑到强度如何变化的波束宽度定义(而不是仅仅寻找一个特定的截止阈值)。

光束尺寸只是激光器中可以测量的参数之一。我们专注于激光功率和能量测量以及光束分析仪器。探索激光束测量解决方案。如有需要可以联系我们。