光纤激光光斑参数计算
光斑参数是描述激光束聚焦后光斑形状和大小的关键指标,在光子学和激光应用中有着重要的意义。
光束发散角
光束发散角是激光束从激光器中射出后,随着传播距离增加而发散的角值,是光束质量的重要指标。它主要由激光器的腔腔模式和增益介质的折射率分布决定。
光斑半径
光斑半径是指激光束聚焦后,在焦平面上光斑的半径。它与光束发散角和工作距离有关,通常使用高斯光束模型进行计算。
焦深
焦深是指激光束在聚焦后,光斑半径在一定范围内的光斑长度。它反映了激光束在聚焦后沿光轴方向的能量分布,与光束发散角和波长有关。
瑞利长度
瑞利长度是指激光束聚焦后,光斑半径在瑞利范围内增加到原有值1.41倍的距离。它反映了激光束在聚焦后沿光轴方向衍射的影响,与波长和光束半径有关。
计算公式
光纤激光光斑参数的计算通常使用以下公式:
光束发散角:θ = λ / (πw)
光斑半径:w0 = θz
焦深:b = πw02 / λ
瑞利长度:zr = πw02 / λ
其中,λ为激光的波长,w为光束腰半径,z为光轴方向上的距离。
光纤激光光斑参数的计算是激光光学系统设计和光子学应用中的基本内容。通过精确计算光斑参数,可以优化激光束的聚焦特性,提高光学系统的效率和应用效果。