Gauss-nyaláb

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Laser gaussian profile.svg

A fényhullámoknak, (mint speciális elektromágneses hullámok) terjedésének egy speciális esete az úgynevezett Gauss-nyaláb.

Tulajdonságai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A fény transzverzális periodikus hullám, melyben a E elektromos térerősség, illetve a B mágneses indukció periodikusan váltakozik térben és időben.

A sík- és a gömbhullámok tér- és szögbeli eloszlásuk szerint két ellentétes végletet képviselnek.

Síkhullámokban az energia szögbeli széttartás nélkül végtelen távolságig terjed. A gömbhullámok egy pontból indulnak ki, viszont a teljes térszögbe széttartanak. Azokat a hullámokat, amelyek hullámfront-normálisai a z tengellyel (optikai tengely) kis szöget zárnak be, paraxiális hullámoknak nevezik. Ezek kielégítik a paraxiális Helmholtz-egyenletet. Fontos megoldásai ezeknek az egyenleteknek a valódi optikai nyalábok jellemzőivel bíró Gauss-nyalábok.

Ezekben az energia a nyalábtengely körüli kicsiny hengerszimmetrikus tartományban koncentrálódik. Bármely, az optikai tengelyre merőleges (transzverzális) síkban a nyalábon belüli intenzitáseloszlás a nyalábtengelyre centrált szimmetrikus Gauss–függvénnyel írható le. Ennek a függvénynek a szélessége a nyalábnyakban a legkisebb és innen mindkét irányban fokozatosan növekszik. A nyalábnyakban a hullámfront sík, míg ettől távolabb gyakorlatilag gömb alakú.

Előállítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ilyen nyalábot számos lézertípussal is elő lehet állítani, akár folyamatos, akár impulzus lézerrel. A modern optikai lézeres kísérleteiben – mind matematikailag, mind kísérletileg – a legkönnyebben kezelhető nyalábokat jelentik. A lézeres optikai kísérletekben a Gauss-nyalábok kezelése, fókuszálhatósága, a terjedés közbeni mértéke ismerete alapvető fontosságú, ugyanis a lézernyalábok legtöbbször jó közelítéssel Gauss-nyalábként írhatók le. A folyamatos lézerek közül az Ar+-lézer produkálja az egyik legjobb minőségű Gauss-nyalábot.

A lézer-nyalábok főbb jellemzői[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Divergencia
  • Fókuszálhatóság
  • Teljesítmény
  • Intenzitás-eloszlás[1]
  • Nyalábsugár pozíciója
  • Fókuszhossz
  • Hullámfront görbületi sugara, geometriája
  • Fázis[2]

Irodalom[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Erostyák János – Kozma László: Általános Fizika, III.kötet, Fénytan. (hely nélkül): Dialóg Kiadó. 2003. 197–203. o. ISBN 9639123757  

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. [1]
  2. Erostyák János – Kozma László: Általános Fizika, III.kötet, Fénytan. (hely nélkül): Dialóg Kiadó. 2003. 197–203. o. ISBN 9639123757