Hvordan beregne Beam Midje

Før 1960, Gaussisk bjelker var en kuriositet, en matematisk løsning på forplantning ligninger uten praktisk anvendelse. Så kom laser. Den grunnleggende driftsmodus på nesten alle lasere er en Gaussisk stråle, hvelving av matematikk i Gaussian strålen forplantning fra det ukjente til betydning i en flash. Lasere er ikke perfekt, og de produserer ikke "perfekt" Gaussisk bjelker, men mange av dem er nær nok til at forskjellen er uviktig; slik at de kan behandles som Gaussian. Oppførselen til Gaussisk bjelker kan forutsies når strålen midje er kjent.

Bruksanvisning

Direkte Beam midjemålet

1 Plasser tetthet filter nøytrale i laserstrålen.

2 Sett bjelken profiler målehodet i bjelken. Fjern nøytral filtre tetthet en etter en til bjelken profiler registrerer et signal.

3 Sett intensitets markører på strålen profiler til 1 / e ^ 2 punkt, der intensiteten har falt til 13,5 prosent av sin maksimale verdi. Registrere avstanden mellom de to punktene. Det er strålediameteren.

4 Flytt profiler målehodet langs strålen å finne den minste stråle diameter. Den minste strålediameteren er på bjelken midjen. Dele dette tall i to for å få den radius, som er en standard måling av bjelken midje.

Indirekte måling av midjen

5

Mål strålediameteren i en avstand fra laseren. Ta det som Diameter 1.

6 Bevege seg en distanse, d, fjernere fra laseren og måle den strålediameteren på nytt. Spill målingen som Diameter 2.

7 Beregn stråledivergens vinkel. For relativt små vinkler, nøyaktig for nesten alle laboratorie-skala lasere, er gitt ved vinkelen
divergens = (diameter 2 - diameter 1) / (2 * d).

For eksempel, hvis diameter er en 3 mm, og diameter 2 er 4 mm, med andre måling tatt 3 meter lenger vekk fra laseren, så er vinkelen
(4 mm - 3 mm) / (2 * 3000 mm) = 0,00017

8 Beregn bjelke midje. Midje er gitt ved bølgelengde / (pi * divergens).

Hvis laseren målt i eksempelet fra trinn 3 avgir 532 nm lys (dvs. lys med en bølgelengde på 532 billionths av en meter), så er gitt ved midje
midje = (532 x 10 ^ -6) / (pi * 0,00017) = 1 mm.

Hint

• Et interessant trekk ved Gaussisk stråler er at de holder samme intensitet profil - samme form - som går gjennom linser, reiseavstander, spretter av speil. Dette betyr å sette strålen gjennom et par linser som er konfigurert som en stråleutvider kan opprette en ny stråle midje.
• De fleste bjelke profilerings automatisk måle strålediameteren - bare velg definisjonen av strålediameteren du ønsker å jobbe med.
• Gaussisk stråle forplantning er et komplekst tema, så ta kontakt med de ekstra ressurser til å utvide analysen til andre situasjoner.
• Husk at den koherente energien av lasere lett kan forårsake skade øyet. Unngå direkte eller indirekte eksponering for laserlys.