光圈传输

使用此免费在线计算器计算激光束通过光圈的传输。

激光

光束剖面

参数

结果s

传输功率

-

传输 %

- %

激光束光圈计算器如何工作?

在考虑圆形高斯激光束时,它所产生的每个波面(理论上)在宇宙中的任何地方都具有一定的能量值。因此,如果激光束穿过光圈,无论光圈实际有多大,都会有一定量的入射激光束能量没有穿过光圈。知道激光束 1/e² 的直径,就可以计算出通过光圈的功率。可以预见,光圈越大,被阻挡的功率比例就越微不足道。这一点在使用检测器时非常重要,主要是因为不合适的光圈尺寸会导致功率或能量测量不准确。在考虑新技术的光学设计时也是如此。最后,根据测量精度的要求(以及光束在检测器上的居中位置),根据经验,光圈应为 1/e² 时光束大小的两倍。此时,已经有 99.9% 以上的入射光束功率通过光圈(如果完全居中)。

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公式

这些公式描述了完美圆形高斯激光束的行为。因此,它们代表了在实际条件下所获得数值的近似值。用于光束的直径值是指 1/e² 参数。我们还假设激光光束在光圈中完全居中,使光束和光圈成为两个同心圆。此外,我们还应该知道,高斯光束的直径是 z 的函数。因此,测量点不同,其值也不同。这涉及有关高斯光束在空间传播的更复杂的物理概念,在此不做讨论。

参考文献:Saleh, B. E. A., & Teich, M. C. (2007).光子学基础(第 2 版)。Wiley-Interscience.

$$ \text{Transmitted power}(W) = \text{Beam initial power}(W) \times \left(1 - e^{\frac{-2 \times (\text{aperture radius})^2}{(\text{beam radius at aperture})^2}}\right) $$

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$$ \text{% Transmission} = \frac{\text{Transmitted power}(W)}{\text{Beam initial power}(W)} \times 100 $$

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