考慮到通過匯聚透鏡的高斯激光束。光束將開始會聚并最終達(dá)到最大集中點。此時，光束直徑將處于最小值。這個直徑就是我們所說的“光斑尺寸”(“束腰”是同一個概念，但一般指的是半徑)。越過腰部，光束又開始發(fā)散，越往前越寬。z 軸上的腰部位置尤其取決于焦距。本質(zhì)上，焦距是一個值，表示鏡頭使光線會聚或發(fā)散的強(qiáng)度。所以，鏡頭越聚光，焦距越小，腰部越靠近鏡頭。

所以，如果距束腰的距離已知，則可以確定光束的尺寸。此外，所謂的景深是一個特定的距離，以光束腰為中心，光束的直徑與其光斑尺寸相比要小得多。它也是瑞利距離的兩倍。瑞利長度定義為光束半徑小于或等于腰部半徑的√2 倍的距離。因此，當(dāng)焦距與入射光束尺寸相比較小時，景深往往較小，反之亦然。最后，M2 對應(yīng)于品質(zhì)因數(shù)?；旧?，它衡量的是與形狀完美的理論 TEM?? 高斯光束相比，您的光束的表現(xiàn)如何。值“1”被認(rèn)為是完美的，離該值越遠(yuǎn)，它就越差。

光斑尺寸、光束直徑和景深的公式

這里假設(shè)一旦激光束通過透鏡，它就會永久地穿過均勻各向同性的連續(xù)介質(zhì)。還假設(shè)激光只發(fā)射一個特定的波長，并且可以表示為 TEM?? 高斯光束。除了光束，鏡片被認(rèn)為是完美且薄的。

因此，它的表面沒有凹凸不平，并且焦距在整個表面上都是相同的。我們的計算來自亥姆霍茲方程的近軸近似和薄透鏡近似。此外，入射光束被認(rèn)為在透鏡上完全準(zhǔn)直。因此，z 軸上的腰部位置與焦點重合，并且與鏡頭的焦距相同。最后，這些公式在計算遠(yuǎn)場光束直徑時并不準(zhǔn)確。