雷射光束發散角計算器

雷射光束發散描述光束離開最窄位置後，隨傳播而擴展的情形。本計算器使用理想基模高斯光束模型，強度分布平滑，光束半徑定義為強度降至軸上強度的 e 平方分之一處的徑向距離。束腰半徑就是最小光斑處的這個半徑。對於波長 lambda 與束腰半徑 w0，遠場半發散角等於 lambda 除以 pi 與 w0 的乘積。因此，較小的束腰產生較大的角度擴展，較大的束腰則產生較準直的光束。 瑞利長度是從束腰到光束半徑增為原來二的平方根倍處的距離，等於 pi 乘以束腰半徑平方，再除以波長。在約一個瑞利長度內，光束保持相對狹窄；更遠處的半徑變化則逐漸趨近遠場發散角所描述的規律。軸向距離 z 處的半徑，等於 w0 乘以一加上 z 與瑞利長度之比的平方後的平方根。 本頁面以奈米輸入波長、毫米輸入束腰半徑、公尺輸入距離，並在計算前轉換成國際單位。顯示的發散角是以毫弧度表示的半角。有些規格標示全發散角，數值是半角的兩倍，因此比較前務必確認定義。顯示的光束尺寸是半徑，而非直徑；若需要完整光束直徑，請將其加倍。 真實光束會偏離繞射極限高斯模型。其發散角常以理想結果乘上稱為 M 平方的光束品質因子表示。像散也可能需要分別量測水平與垂直束腰。光學截切、透鏡像差、多模結構、熱透鏡效應及對準誤差，都可能進一步改變傳播。即使有這些限制，理想計算仍有助於選擇光學元件、估算通光孔徑餘裕、評估聚焦取捨，以及建立最佳情況基準。涉及安全或硬體決策時，請納入公差、實測光束品質因子及適當裕量。