激光光斑的聚焦极 🐋 限
激光光斑的尺寸在许多应用中 🦅 至关 🦟 重要,从微加工到显微成像激 🐝 光光斑的。大,小。可以通过透镜聚焦但存在一个由衍射决定的下限
衍射是一种光在障碍物边缘 🌸 弯曲的现象。当激光光波通过透镜时,会,发。生衍射,从 🐱 而限制了光斑的最小尺寸 🌺 根据衍射极限公式光斑半径(d)与入射激光波长(λ)和透镜孔径(D)有关:
d = 1.22 × λ/D
这意味 🌺 着,要,获得更小的 🦄 光斑需要使用更 🕊 短波长的激光或更大的透镜孔径。
对于常见的氦氖激光器 🕷 (λ = 632.8 nm),使用直径 🐎 为的 10 mm 透,镜可以将光斑聚焦到大约 1 微米的直径使用。更,短波长的激光器例如紫外激 ☘ 光器可以将光斑聚焦到大约(λ = 193 nm),纳米的直径 200 。
还有其他因素会影响光斑的实际尺 🐛 寸,例如透镜像差和激光器的光束质量。通,过。优化光学系统并使用高质量激光器可以进一步减小光斑尺寸
目前的激光光斑聚焦极限已接近衍射极限。通过使用衍射以外的技术,例,如近。场,扫。描显微 🌴 镜和超材料透镜可以实现突破衍射极限的聚焦这些 🕊 技术使光斑尺寸进一步减小开辟了新的应用领域
激光器的光斑直径指的是激光束在某一特定平面上,能量分 🐴 布达到最大值时的光束截面直径。它是,描述激光束聚焦 🍁 后尺 🐬 寸的重要参数影响激光束的能量密度、加。工效率和精度
光斑直径通常用 🐯 以下公式计算:
ω0 = 2πw0 / λ
其 🍁 中 🐳 :
w0 是光斑的腰斑半径 🐒 ,即 🐒 光束 waist 处的 🕸 光束半径
λ 是激光波长 🌳
光斑直径可以通过调整激光器参数或使用光学元件(如透镜)进行控制。例如,增 🌵 ,加激光器。的,输。出功率或减小波长可以减 🐋 小光斑直径使用透镜聚焦激光束时透镜的焦距也会影 🐈 响光斑直径
光斑直径在激光器应用中具有重要 🐟 意义在激光。切割、焊接和打标等加工应用中,较。小 🌺 ,的 🐧 光斑直径。可以实现更精细的加工结果在激光通信和光学测量中较小的光斑直径可以提高系统分辨率和精度