Τι είναι η διάμετρος δέσμης;

Η διάμετρος δέσμης είναι μια μέτρηση του μεγέθους μιας δέσμης φωτός ή άλλης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, όπως ένα λέιζερ. Είναι η διάμετρος σε οποιαδήποτε γραμμή που είναι κάθετη και τέμνει τον άξονα της δέσμης και είναι διπλάσιο από το μήκος της ακτίνας της δέσμης. Για μια κυκλική δοκό, το μήκος της ορίζεται ως το μήκος ενός ευθύγραμμου τμήματος που διέρχεται από το κέντρο της δοκού και έχει τα τελικά του σημεία στα απέναντι άκρα της δοκού. Εάν η δοκός είναι ελλειπτική, η διάμετρός της μπορεί να προσδιοριστεί ως το μήκος είτε του κύριου είτε του δευτερεύοντος άξονα της έλλειψης. Εάν η δοκός δεν έχει κυκλική συμμετρία, συχνά αναφέρεται το πλάτος της δοκού.

Οι περισσότερες ηλεκτρομαγνητικές δέσμες δεν έχουν σαφώς καθορισμένες άκρες, όπως έχουν τα στερεά αντικείμενα, και η απόκλιση δέσμης σημαίνει ότι το πλάτος τους δεν είναι σταθερό σε όλο το μήκος της δέσμης. Έτσι, υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να ορίσετε τη διάμετρο της δοκού. Η μέτρηση της διαμέτρου της δέσμης γίνεται με μια συσκευή που ονομάζεται προφίλτρο δέσμης λέιζερ. Το σημείο της δοκού όπου η διάμετρος της δοκού είναι στενότερη ονομάζεται μέση δοκού.

Η διάμετρος δέσμης είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των λέιζερ. Οι δοκοί με μεγαλύτερη διάμετρο υφίστανται λιγότερη απόκλιση δέσμης, η οποία είναι μια μέτρηση του πόσο γρήγορα εξαπλώνεται το φως της δέσμης από τη μέση της δέσμης. Οι δέσμες με χαμηλή απόκλιση έχουν επομένως υψηλότερη ποιότητα δέσμης, μια μέτρηση του πόσο σφιχτά εστιασμένη παραμένει μια δέσμη λέιζερ καθώς ταξιδεύει. Η οπτική ένταση μιας δέσμης είναι η ποσότητα οπτικής ισχύος που παρέχει η δέσμη ανά μονάδα επιφάνειας στο στόχο, επομένως ένα λέιζερ με απόκλιση χαμηλής δέσμης θα έχει μεγαλύτερη οπτική ένταση από μια δέσμη με την ίδια οπτική ισχύ αλλά μεγαλύτερη απόκλιση δέσμης. Αυτό είναι σημαντικό για πολλές εφαρμογές λέιζερ, όπως η κοπή, η διάτρηση και η εξ αποστάσεως συγκόλληση στη βιομηχανία και η μικροσκοπία λέιζερ στη βιολογική επιστήμη.

Υπάρχει μια αντιστάθμιση μεταξύ της ποιότητας της δέσμης λέιζερ και του μεγέθους του λέιζερ, καθώς ένα λέιζερ με μικρότερο φακό έχει μικρότερη διάμετρο δέσμης και θα υποστεί μεγαλύτερη απόκλιση δέσμης, ενώ όλα τα άλλα είναι ίσα. Το να κάνετε ένα λέιζερ μικρότερο, το οποίο είναι συχνά επιθυμητό για λόγους ευκολίας και κόστους, ενώ η διατήρηση της υψηλής ποιότητας δέσμης απαιτεί βελτιώσεις σε άλλα μέρη του σχεδιασμού. Αυτό μπορεί να γίνει με τη χρήση οπτικών στοιχείων υψηλότερης ποιότητας, τη βελτιστοποιημένη σχεδίαση και ευθυγράμμιση αντηχείου και τη χρήση μέσων απολαβής λέιζερ που είναι λιγότερο επιρρεπή σε παραμορφωτικά θερμικά φαινόμενα, όπως ο θερμικός φακός.