Gauss-nyaláb

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Laser gaussian profile.svg

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

Tulajdonságai[szerkesztés]

A fény transzverzális periodikus hullám, melyben a E elektromos térerősség, illetve a B mágneses indukció egymásra és a terjedés irányára merőlegesen, 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.

A Gauss-nyalábban 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.[1][2]

Előfordulása[szerkesztés]

A folytonos illetve impulzuslézerekkel előállított fénynyalábok legtöbbször jó közelítéssel Gauss-nyalábként írhatók le. Éppen ezért a lézeres optikai kísérletekben a Gauss-nyalábok kezelése, fókuszálhatósága, a terjedés közbeni változásának ismerete alapvető fontosságú.[3][4]

A lézernyalábok főbb jellemzői[szerkesztés]

  • Divergencia
  • Fókuszálhatóság
  • Teljesítmény
  • Intenzitáseloszlás
  • Nyalábsugár pozíciója
  • Fókuszhossz
  • Hullámfront görbületi sugara, geometriája
  • Fázis

Források[szerkesztés]

  1. Lézerfizika, Elektronikus tananyag, Gauss-nyalábok
  2. Erostyák János – Kozma László: Általános Fizika, III.kötet, Fénytan. (hely nélkül): Dialóg Kiadó. 2003. 197–203. o. ISBN 9639123757  
  3. [1]
  4. [2]

További információk[szerkesztés]

  • All About Gaussian Beam Optics [3]