高斯光束聚焦计算器(焦斑半径与瑞利长度)
一束波长 532 nm 的准直基模高斯光,入射强度的 1/e² 半径为 1 mm,通过焦距 100 mm 的理想薄透镜后,焦斑的 1/e² 半径约为 16.93 µm,直径约为 33.87 µm。
公式与适用条件
w₀ ≈ λf/(πwin);zR = πw₀²/λ
理想基模、空气、准直入射、输入瑞利长度远大于焦距;无截光与像差。
依据:Edmund Optics · Gaussian Beam Propagation用光束直径填写输入值
如果测得 1/e² 光束直径为 2 mm,这里的入射半径应填 1 mm。用 532 nm × 100 mm ÷ (π × 1 mm) 可复算焦斑半径。对应的瑞利长度约为 1.69 mm,在离束腰一个瑞利长度处,光束半径增至束腰半径的 √2 倍。
算例假定空气中传播、近轴聚焦、光束在透镜处近似准直,且透镜口径足以通过光束。明显截光、像差或多模入射都会影响实际焦斑尺寸。