共有三种常见的光束直径定义：FWHM、1/e 2和 D4σ。下面简要概述了它们的计算方式以及它们之间的关系。
FWHM(半峰全宽)
半峰全宽，也称为半功率光束宽度，是根据光束强度沿预定轴的分布曲线测量的，穿过光束的中心，该中心通常也是其最大强度点。FWHM 对应于最接近峰值的两点之间的距离，这两个点具有最大辐照度或强度的 50%。
有些人更喜欢使用光束最大强度的其他百分比来定义其宽度。一个常见的是 13.5%，这导致我们得出下一个光束直径定义：1/e 2。
1/E 2(最大值的 13.5%)
虽然这似乎是一个奇怪的值选择，但 1/e 2实际上来自简化。在描述高斯光束径向分布的方程中
我们可以看到，如果我们观察半径等于 w 的点(ergo 在理论光束宽度半径处)，则强度为最大值的 1/e 2倍：
那么，这13.5%从何而来?简单地说，欧拉常数 e 大约等于 2.71828，所以 1/e^2 = 0.13534!
但这与 FWHM 有什么关系，你会问吗?从高斯光束方程中，我们可以找到强度为最大值一半的半径并隔离 w：
由于 FWHM 和 1/e 2定义都是根据沿一个轴的强度分布计算的，因此它们都没有考虑整个光束轮廓。
D4Σ(二阶矩宽度)
激光束直径的第三种定义非常常用，主要是因为它被ISO 国际标准推荐用于测量激光束的光束宽度(直径)、发散角和光束传播比。
基本上，D4σ 直径是沿光束长轴和短轴的强度分布标准偏差的 4 倍。它是根据梁轮廓的二阶矩计算的。对于测量系统中没有噪声的完美高斯光束，1/e 2定义和 D4σ 中的测量直径是相同的。
这种方法的主要缺点是如果测量中有背景噪声，计算出的直径会比实际值大。这就是为什么我们建议在测量激光束直径之前始终进行背景扣除。
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