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哪些因素会影响激光器的光束发散角?

时间:2023-06-05 16:02:08 作者:博纳德 点击:

一、什么是激光发散角?

光束发散度是指电磁束或光束随着和发射点距离,其束直径或是半径增加的程度,一般会以角度的方式表示。此一词语只在远场下有效,也就是离焦点很远的位置。不过远场也可能很靠近辐射孔,视发射孔孔径及工作波长而定。 光束发散度常用在以光学方式处理电磁束的情形,此时光束的孔径会远大于其波长。

光束发散角

二、哪些因素会影响激光器的光束发散角?

光束发散与衍射直接相关。通常,单模激光束可以很好地近似为高斯分布。可以将光束聚焦到一个衍射极限点(尺寸由使用的特定光学器件/镜头决定)。发散光斑点越小,发散越大。从本质上讲,它是一个短时间脉冲的空间等效物——它越短,相关的光谱就越宽。正如短脉冲需要更多的频率分量一样,小光点需要更宽的“角度谱”。该光斑可以分解为平面波的频谱,这些平面波指向光束传播方向,但也有与传播方向成一定角度的分量。

需要注意的是,可以“构建”不具有高斯分布的其他光束,例如贝塞尔光束。这些光束的发散比高斯光束慢得多,但有一个问题——总能量中只有一小部分在光束的“主瓣”中。众所周知,高斯(光束和脉冲)具有最低的“不确定性乘积”(即,当将光束的二阶矩与平面波角度的频谱的二阶矩相乘时,会得到尽可能小的值) 。