가우시안 빔은 횡방향 전기장 및 강도 분포가 가우시안 함수로 표현되는 전자기파 빔입니다. 이는 기본 횡방향 모드(TEM00)로 작동하는 레이저의 가장 일반적인 출력 프로파일입니다. 이 프로파일을 통해 빔은 장거리에서도 집속 상태를 유지할 수 있으며, 높은 빔 품질을 위한 이상적인 조건을 제공합니다.
가우스 빔
1960
(설명을 위한 생성된 이미지입니다)
The Gaussian beam is a solution to the paraxial Helmholtz equation, which is an approximation of Maxwell’s equations for beams that do not diverge rapidly. The intensity [latex]I(r, z)[/latex] of a Gaussian beam as a function of radial distance [latex]r[/latex] from the center of the beam and axial distance [latex]z[/latex] from its narrowest point (the ‘beam waist’) is given by [latex]I(r, z) = I_0 \left(\frac{w_0}{w(z)}\right)^2 \exp\left(\frac{-2r^2}{w(z)^2}\right)[/latex]. Here, [latex]I_0[/latex] is the peak intensity at the beam waist, [latex]w_0[/latex] is the beam waist radius (where the intensity drops to [latex]1/e^2[/latex] of its axial value), and [latex]w(z)[/latex] is the beam radius at distance [latex]z[/latex].
Key parameters describing a Gaussian beam include the beam waist ([latex]w_0[/latex]), the Rayleigh range ([latex]z_R[/latex]), which is the distance over which the beam remains relatively collimated, and the beam divergence angle ([latex]\theta[/latex]), which describes how fast the beam spreads out in the far field. These parameters are all interrelated. A smaller beam waist results in a larger divergence angle, a consequence of diffraction. The quality of a real laser beam is often described by the M-squared ([latex]M^2[/latex]) factor, which compares its beam parameter product (waist radius times far-field divergence) to that of an ideal Gaussian beam, for which [latex]M^2=1[/latex]. The Gaussian profile is desirable because it can be focused to the smallest possible spot size for a given wavelength, maximizing intensity.
UNESCO Nomenclature: 2210
광학
유형
추상 시스템
분열
기초적인
용법
널리 사용됨
전구체
- 맥스웰의 전자기 방정식
- 호이겐스-프레넬 회절 원리
- 기본 모드를 자연스럽게 지원하는 레이저 공진기 개발
응용 프로그램
- 레이저 절단 및 용접
- fiber optic coupling
- 레이저 포인터
- 바코드 스캐너
- 광학 트래핑(‘광학 핀셋’)
- 레이저 통신 시스템
특허:
NA
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관련 용어: 가우시안 빔, 레이저 빔 프로파일, EM00, 빔 웨이스트, 레일리 범위, 빔 발산, M 제곱, 근축 근사, 회절, 빔 품질.
역사적 맥락
가우스 빔
(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)
