当考虑圆形高斯激光束时,它产生的每个波前(理论上)在宇宙中的任何地方都具有一定的能量值。因此,如果激光束穿过孔径,无论孔径实际上有多大,入射激光束都会有一定量的能量没有穿过。知道激光束
1/e²
处的直径,就可以计算出通过孔径的最终功率。正如人们所预料的那样,孔径越大,被阻挡的能量比例就越微不足道。
这在使用检测器时很重要,主要是因为孔径尺寸不合适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,根据对测量精度的要求有多重要(以及您将光束集中在检测器上的能力),根据经验,目标孔径是光束尺寸的两倍,即 1/e²。此时,已经有超过 99.9% 的入射光束功率通过孔径(如果完全居中)。
这些公式描述了完美圆形高斯激光束的行为。在这种情况下,它们代表了在实际条件下可以获得的值的近似值。用于光束的直径值指的是 1/e² 参数。我们还假设激光束完全位于孔径中心,使光束和孔径成为两个同心圆。另外,应该知道高斯光束的直径是 z 的函数。因此,它的值根据测量点的不同而不同。这指的是与高斯光束在空间中的传播相关的更复杂的物理概念,此处不予讨论。
参考:Saleh, BEA, & Teich, MC (2007)。光子学基础(第 2 版)。威利-跨科学。