レーザービーム発散角計算機

レーザービームの発散は、ビームが最も細い位置から離れて伝搬するにつれ、どのように広がるかを表します。この計算機は理想的な基本ガウシアンビームモデルを使います。強度分布は滑らかで、ビーム半径は強度が軸上の値のeの二乗分の一に下がる位置までの距離です。ウエスト半径は最小スポットでのその半径です。波長lambdaとウエスト半径w0に対し、遠視野の発散半角はlambdaをpiとw0の積で割った値です。ウエストを小さくすると広がり角が大きくなり、大きくすると平行性の高いビームになります。 レイリー長は、ウエストから半径が二の平方根倍に増える位置までの距離です。piにウエスト半径の二乗を掛け、波長で割った値になります。おおむね一レイリー長以内ではビームは比較的細く保たれ、それより遠くでは半径が遠視野発散角に沿って増えるようになります。軸方向距離zでの半径は、w0に「一と、zをレイリー長で割った値の二乗との和」の平方根を掛けた値です。 波長はナノメートル、ウエスト半径はミリメートル、距離はメートルで入力します。計算前にSI単位に換算します。表示される発散角はミリラジアン単位の半角です。仕様によっては半角の二倍の全角を使うため、比較前に定義を確認してください。表示するビームサイズは直径ではなく半径です。直径が必要なら二倍にします。 実際のビームは回折限界のガウシアンモデルから外れます。発散角は、理想値にM二乗と呼ぶビーム品質係数を掛けて表すことがよくあります。非点収差がある場合は、水平方向と垂直方向のウエストを別々に測定する必要もあります。開口によるクリッピング、レンズ収差、マルチモード構造、熱レンズ効果、位置合わせのずれも伝搬を変えます。こうした制限があっても、理想計算は光学部品選定、開口余裕の推定、集光のトレードオフ確認、最良条件の基準作成に有用です。安全や機器の判断には、公差、実測の品質係数、適切な余裕を含めてください。