Nyalábdivergencia

Az elektromágnesességben , különösen az optikában , a sugárdivergencia (nyalábdivergencia) a sugár átmérőjének vagy sugarának növekedésének szögmértéke , amikor az ember távolodik attól az optikai vagy antennanyílástól , amelyből a sugár kilép. A kifejezés csak a " távol mező " régióban releváns, távol a sugár fókuszától . A gyakorlatban azonban a távoli mező fizikailag a kibocsátó apertúra közelében indulhat, a nyílás átmérőjétől és a működési hullámhossztól függően.

A nyalábdivergencia gyakran használatos az elektromágneses nyalábok jellemzésére optikai módban olyan esetekben, amikor az apertúra, amelyből a nyaláb kilép, nagyon nagy a hullámhosszhoz képest . Azonban a rádiófrekvenciás (RF) tartományban is használják olyan esetekben, amikor az antenna nagyon nagy a hullámhosszhoz képest.

Nyalábdivergencia alatt általában kör keresztmetszetű gerendát értünk, de ez nem feltétlenül van így. A gerenda lehet például elliptikus keresztmetszete, ebben az esetben meg kell adni a nyaláb divergenciájának irányát, pl. az elliptikus keresztmetszet nagy- vagy melléktengelyéhez képest.

A nyalábdivergencia kiszámítható úgy, hogy ismerjük a sugár átmérőjét két különálló, bármely fókusztól távol eső pontban ( D i , D f ), valamint az e pontok közötti távolságot ( l ). A nyaláb divergenciája, , így van megadva $\Theta$

\Theta =2\arctan \left({\frac {D_{f}-D_{i}}{2l}}\right).

Ha a kollimált sugarat lencse fókuszálja , akkor a sugár átmérője a lencse hátsó fókuszsíkjában az eredeti sugár divergenciájához kapcsolódik az összefüggés alapján. ${\displaystyle D_{m))$

\Theta ={\frac {D_{m}}{f)),\,

ahol f a lencse gyújtótávolsága [1] . Vegye figyelembe, hogy ez a mérés csak akkor érvényes, ha a sugárméretet az objektív hátsó fókuszsíkjában mérik, azaz ahol a fókusz egy valóban kollimált sugár esetén lenne, és nem a sugár tényleges fókuszában, amely a hát mögött lenne. a fókuszsík divergens esetén.

Mint minden elektromágneses sugár, a lézerek is ki vannak téve divergenciának, amelyet milliradiánban (mrad) vagy fokban mérnek . Sok alkalmazásnál előnyben részesítik a kisebb eltérésű gerendát. A rossz sugárminőség miatti divergenciát figyelmen kívül hagyva a lézersugár divergenciája arányos a hullámhosszával és fordítottan arányos a sugár átmérőjével a legkeskenyebb pontján. Például egy 308 nm-en kibocsátó ultraibolya lézer kisebb eltérést mutat, mint egy 808 nm-es infravörös lézer, ha mindkettő minimális sugárátmérőjű. A jó minőségű lézersugarak divergenciáját Gauss-sugaras matematika segítségével modellezzük .

A Gauss-lézersugarat diffrakciós határnak nevezzük, ha radiális divergenciájuk közel van a [2] által megadott minimális értékhez. $\theta =\Theta /2$

\theta ={\lambda \over \pi w},

ahol a lézer hullámhossza és a sugár sugara a legkeskenyebb pontjában, amelyet "sugár deréknak" neveznek. Ez a fajta sugárdivergencia figyelhető meg az optimalizált lézerüregekben. A koherens nyaláb diffrakciós divergenciájáról lényegében egy N-résekkel rendelkező interferometrikus egyenlet ad információt [2] . $\lambda$ $w$

Jegyzetek

↑ Lézersugár divergenciájának mérése . Letöltve: 2015. március 30. Az eredetiből archiválva : 2015. november 20. (határozatlan)
↑ 1 2 Duarte, Francisco J. 3. fejezet // Hangolható lézeroptika . — 2. — New York : CRC, 2015. — ISBN 9781482245295 . Archiválva : 2015. április 2. a Wayback Machine -nél

Nyalábdivergencia

Jegyzetek

Linkek