所有激光束發(fā)散，不發(fā)散的激光束是不存在的，這是在初級物理課或大眾媒體中教授的常見誤解。通常對激光發(fā)散的原因有以下四個：

1、衍射

所有激光都受到衍射，即使在真空中也是如此。發(fā)散角由下式給出[math] \theta_{\text{diff}} = \frac{ 2.44 \lambda}{D} [/math]在哪里[數學] \lambda[/數學]是光的波長，D是光束的直徑。

2、光束質量

由光束質量引起的發(fā)散角，稱為[math] \beta[/math]或者[math] M^2[/math]并且等于[math] \theta_{\beta} = \beta \times \theta_{\text{diff}} [/math]最好的激光器的光束質量在 1.1 到 1.2 之間。

3、大氣湍流

大氣湍流可以用 Fried 參數來描述[math] r_0[/math]通常以厘米為單位，散度由下式給出[math]\theta_0 = \frac{ 2.44 \lambda}{2r_0} [/math]“normal”大氣 Fried 參數約為 7 厘米。天文學家稱之為“平均視力”。

4、熱開花

激光在通過時會通過少量吸收來加熱空氣。這會降低折射率并產生負(發(fā)散)透鏡。對此的描述不是簡單的表達，通常需要計算機代碼來估計效果，因為它取決于風速等因素。

上面的公式適用于均勻的激光束。我們通常添加項 k，即光束形狀常數，以說明不同的光束形狀。低功率激光器通常是近似截斷的高斯光束，但高功率激光器可能是模糊的截斷高斯光束或用糖勺或蝙蝠俠等術語描述的各種形狀。k 的值會相應變化，它通常會額外改變 10% 到 20% 的差異。最小的發(fā)散來自均勻(有時稱為頂帽)光束。

如果是激光專業(yè)人士，切勿使用高斯光束公式。這些公式預測的光束發(fā)散度太低，將導致無法獲得的性能。