定义
到光束腰部的距离,其中模态半径增加了一个因子√2。
激光束的瑞利长度(或瑞利范围)是与光束腰部的距离(在传播方向上),其中光束半径增加了平方根 2 的系数。 对于圆形光束,这意味着该点的模态面积加倍。 通常,瑞利长度被考虑用于高斯梁;它由高斯(1/e2 )确定 梁腰半径w0和波长λ:
其中波长λ是真空波长除以材料的折射率n。
较早的文献经常使用共聚焦参数b,它是瑞利长度的两倍。
有效瑞利长度
对于梁质量不完美且腰部半径给定的梁,瑞利长度通过所谓的M2因素. 这意味着这种梁在给定的梁腰部半径下具有更大的光束发散度。
光束聚焦优化
(有效)瑞利长度是在聚焦激光束的情况下进行计算的方便量。 从本质上讲,它决定了焦深。
当将激光束聚焦到晶体中时,例如将泵浦光束聚焦到非线性晶体中进行倍频,通常建议聚焦,使瑞利长度与晶体长度相同。 人们可以通过更强的聚焦在晶体中实现更高的光学强度,但在这种情况下,由于强烈的光束发散,只能在较短的长度上实现。 类似地,对于端泵浦激光晶体通常不希望使(有效)瑞利长度大大短于晶体长度。
关于激光束的文章包含标题为“激光束聚焦的限制”的段落,其中还讨论了有效瑞利长度。