瑞利距離

在光學及雷射科學中,瑞利距離或瑞利長度(Rayleigh length)或瑞利範圍(Rayleigh range)是指光束沿著其行進方向,從其腰部到其面積為腰部面積兩倍的截面的距離,此時截面半徑約為1.414倍的腰部半徑。另一個相關的參數為共焦參數(confocal parameter),恰為瑞利距離的兩倍。當用高斯光束來做為光束模型時,瑞利距離是相當重要的參數。

簡介

瑞利距離 瑞利距離

在光學及雷射科學中, 瑞利距離瑞利長度(Rayleigh length)或 瑞利範圍(Rayleigh range)是指光束沿著其行進方向,從其腰部到其面積為腰部面積兩倍的截面的距離,此時截面半徑約為倍的腰部半徑。另一個相關的參數為 共焦參數(confocal parameter) b,恰為瑞利距離的兩倍。當用高斯光束來做為光束模型時,瑞利距離是相當重要的參數。

說明

更多信息:高斯光束

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對於在自由空間下,沿著軸前進的高斯光束,其瑞利距離為

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其中為波長,為腰部,也就是光束最窄處的軸向大小,上式和以下的公式都假設光束的腰部不是特別的小,滿足的關係。

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光束在距腰部距離位置的半徑為

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依定義,的最小值出現在。在距腰部的位置,光束直徑變為腰部的倍,截面積則變為2倍。

相關物理量

高斯光束以弧度表示的總角度分布,和瑞利距離有以下的關係

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光束在腰部的直徑可以用下式表示

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以上公式在近軸近似的條件下有限。若光束的發散程度過於嚴重,無法再適用高斯光束模型,需要用物理光學的分析方式求解。

相關條目

•光束髮散度

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