聚焦激光束的最小光斑尺寸受衍射极限的限 🦁 制 🦈 ,由以下公式给出:
d = 2.44λf/D
d 是光 🐈 斑的 🐅 最小直径
λ 是激 🦈 光 🌸 的波 🦉 长
f 是透镜 🐴 的焦距
D 是透镜的直 🌿 径 ☘
对于可见光激光器(波长约为 500 纳米),使用直径为 1 厘米,的透镜焦距为厘米 🐝 10 最,小 🌲 光 🦈 斑尺寸约为:
d = 2.44 500 nm 10 cm / 1 cm = 12.2 μm
在实践中,由,于透镜的像差和激光束的非理想性实际光斑尺 🐵 寸通常会 🦆 更大一些。
这句话描述了激光光斑的聚焦能力,即激光,束可以被聚焦到非常小的尺 🐈 寸通常在微米范围内。
微米是 🕸 长度单位,等,于百万分之一 🐋 米通常用于描述非常小的物体或尺寸。
这句话表明,激,光,可以被聚焦到非常小的区域这对于许多应 🌹 用非常有 🦟 用例如:
激光加工:在微米级精度下切割、雕刻或 🐝 焊接材料。
光刻:在半导体制造 🐕 中 🐯 创建微小的电 ☘ 路图案。
显微成像 🦁 :以高分辨率成像微 🌳 观结构 🌹 。
光学通信通 🌾 :过光纤传输数据时,将光束聚焦到微小 🌼 的光纤芯中。
激光手术:在微米级精度下进 🌺 行手术,减少组织损伤。
激光 🕷 聚焦最小光斑与 M2
最小光斑激光聚焦最小光斑是指激光束在聚焦后形成的最小光斑尺寸。它通常用全宽半最大值 (FWHM) 来表示,即光斑。强度达到最大值 🐘 一半时的宽度
M2M2 是一个无量纲参数 🦈 ,用于描述激光束的波前质量。它。表 🐬 示激光束与理想高斯束之间的差异程度理想高斯 🐘 束的 M2 为 1。
最小光 🦋 斑与 M2 的 🌻 关 🐺 系
最 🕊 小光斑与 M2 之间存在以下关 🦢 系:
最 🐎 小 🍀 光斑 🐕 = λ M2 / (π NA)
λ 是激光 🐱 波长 🦆
NA 是激光束的数值孔 🌲 径 🐠
影响 🐳 最小光斑的因素 🐦
除了 M2 之外 🦉 ,还,有其他因素也会影响最小 🐯 光斑 🦍 包括:
激光波长波长:越短,最小光 🌼 斑 🐘 越小。
数值孔径 🕸 数值孔径:越大,最小光斑越 🐼 小。
透镜质量透镜 🌷 :的质量会影响波 🌺 前质量,从 🦈 而影响最小光斑。
光束整形光束整形:技术可以改善波前 💮 质量 🌿 ,从而减小最小光斑。
应用激光聚 🌳 焦最小光斑在许 🍀 多应用中至关重要,例如:
光刻:用于制造半导 🦟 体芯片。
显微镜:用于 🐕 高 🐒 分辨率成像。
激光加工 🐒 :用于切割、焊接和钻孔。
光学通信:用 🦊 于提高 🌸 数据传输速率。
通过 🐳 优化 M2 和其他影响因 🌾 素,可,以实现更小的激光聚焦最小光斑从而提高这些应用 🐼 的性能。