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瑞利距離

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在光學及激光科學中，瑞利距離或瑞利長度（Rayleigh length）或瑞利範圍（Rayleigh range）是指光束沿着其行進方向，從其腰部到其面積為腰部面積兩倍的截面的距離，此時截面半徑約為1.414倍的腰部半徑。另一個相關的參數為共焦參數（confocal parameter）b，恰為瑞利距離的兩倍。當用高斯光束來做為光束模型時，瑞利距離是相當重要的參數。
中文名
瑞利距離
外文名
Rayleigh length
領    域
光學

目錄

  1. 1 簡介
  2. 2 説明
  3. 3 相關物理量
  4. 4 相關條目

瑞利距離簡介

在光學及激光科學中，瑞利距離或瑞利長度（Rayleigh length）或瑞利範圍（Rayleigh range）是指光束沿着其行進方向，從其腰部到其面積為腰部面積兩倍的截面的距離，此時截面半徑約為
倍的腰部半徑。另一個相關的參數為共焦參數（confocal parameter）b，恰為瑞利距離的兩倍。當用高斯光束來做為光束模型時，瑞利距離是相當重要的參數。 [1] 

瑞利距離説明

更多信息：高斯光束
對於在自由空間下，沿着
軸前進的高斯光束，其瑞利距離為
其中
為波長，
為腰部，也就是光束最窄處的軸向大小，上式和以下的公式都假設光束的腰部不是特別的小，滿足
的關係。
光束在距腰部距離
位置的半徑為
依定義，
的最小值出現在
。在距腰部
的位置，光束直徑變為腰部的
倍，截面積則變為2倍。 [1] 

瑞利距離相關物理量

高斯光束以弧度表示的總角度分佈，和瑞利距離有以下的關係
光束在腰部的直徑可以用下式表示
以上公式在近軸近似的條件下有限。若光束的發散程度過於嚴重，無法再適用高斯光束模型，需要用物理光學的分析方式求解。 [2] 

瑞利距離相關條目

參考資料
  • 1.    Damask, Jay N. Polarization Optics in Telecommunications. Springer. 2004: 221–223. ISBN 0-387-22493-9.
  • 2.    Siegman, A. E. Lasers. University Science Books. 1986: 664–669. ISBN 0-935702-11-3.