ビーム発散と直径

このオンライン計算機で、レーザービームの発散角 (半角) と直径を簡単に計算できます。

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Beam divergence (half-angle)

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Beam diameter

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レーザービーム発散と直径計算機はどのように機能しますか?

光学では、レーザービーム発散とは、ビームが距離にわたってどれだけ広がるかを指します。先端がレーザー ビームの理論上の原点である円錐を想像してみてください (ビームの直径は正確です)。1つは円錐の先端から底面の中心に向かい、もう1つは円錐の先端から底面の側面に向かう2 つのベクトルの間の角度を測定すると、結果の角度は発散半角と呼ばれるものになります。明らかに、全角はその2倍になります。次に、初期直径、最終直径、直径間の距離、発散角の4つのパラメーターのうち3つを知ることで、4番目のパラメーターを計算するために必要なすべての情報が得られます。また、図を明確に理解すれば、最初の直径は実際にはZ軸に沿った任意の直径であり、レーザーの出口での直径である必要はないことに気付くでしょう。

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レーザービームの直径と発散の数式

当社のレーザー計算機はすべて、ビームが完全なTEM₀₀ガウシアンビームとして成形され、発散が一定であると仮定しています。これは、2つの直径が両方とも同じ均質で連続した等方性媒質内にあると仮定していることを意味します。そうでなければ、発散は空間の関数になるため、一定ではありません。これらの方程式を使用して、レーザービームの直径と発散角 (半角) を計算できます。

参照:Saleh, B. E. A., & Teich, M. C. (2007).Fundamentals of Photonics (2nd ed.).Wiley-Interscience.

$$ \text{Divergence (half-angle)} = Arctan\left(\frac{\text{Second diameter}(m) - \text{First diameter}(m)}{2 \times \text{Distance between diameters}(m)}\right) $$

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$$ \text{Beam diameter}(m) = 2 \times \text{Distance}(m) \times Tan(\text{Divergence(half-angle)}) + \text{Initial diameter}(m) $$

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