激光發(fā)散角是我們?cè)谶M(jìn)行激光產(chǎn)品檢測(cè)時(shí)經(jīng)常需要使用的一個(gè)性能參數(shù)，今天中為檢驗(yàn)小編將帶大家了解激光發(fā)散角測(cè)試的相關(guān)知識(shí)。

激光發(fā)散角是指激光束在傳播過(guò)程中，其截面直徑隨著距離的增加而擴(kuò)大的現(xiàn)象所對(duì)應(yīng)的角度量。它是評(píng)價(jià)激光束質(zhì)量、聚焦性能和遠(yuǎn)距離傳輸特性的重要參數(shù)之一。

 （一）激光發(fā)散角定義

定義：

激光發(fā)散角，記作θ，是指從激光束最窄處（通常指近場(chǎng)或最小束腰處）沿光軸方向，經(jīng)過(guò)一定距離后，光束直徑增大至兩倍時(shí)，兩條邊線與光軸之間的夾角。這個(gè)角度反映了激光束在空間中的擴(kuò)散程度，即光束能量分布的集中性。較小的發(fā)散角意味著激光束在傳播過(guò)程中更趨于保持其初始的束寬，具有更好的定向性和聚焦能力；反之，較大的發(fā)散角則表示激光束在傳播過(guò)程中迅速變寬，能量分布較為分散。

激光發(fā)散角通常分為兩類：

1. 遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角（θf(wàn)）：當(dāng)激光束傳播距離遠(yuǎn)大于其瑞利長(zhǎng)度（Rayleigh length，即光束直徑變化最慢的一段距離）時(shí)，發(fā)散角主要由激光器本身的物理特性決定，如腔長(zhǎng)、輸出鏡的曲率半徑等。遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角一般用于描述激光束在實(shí)際應(yīng)用中的遠(yuǎn)距離傳播特性。

2. 近場(chǎng)發(fā)散角（θn）：在距離激光源較近的范圍內(nèi)，由于衍射效應(yīng)和非理想光學(xué)元件的影響，光束可能會(huì)表現(xiàn)出不同的發(fā)散特性。近場(chǎng)發(fā)散角通常用于評(píng)估激光系統(tǒng)內(nèi)部或近距離傳輸時(shí)的光束擴(kuò)展情況。

 （二）激光發(fā)散角測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)概覽：

在中國(guó)，激光發(fā)散角的測(cè)試遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 137392011《激光光束寬度、發(fā)散角的測(cè)試方法以及橫模的鑒別方法》。此標(biāo)準(zhǔn)提供了統(tǒng)一、規(guī)范的測(cè)試流程和方法，確保不同實(shí)驗(yàn)室或制造商對(duì)激光發(fā)散角的測(cè)量結(jié)果具有可比性和一致性。

 （三）激光發(fā)散角測(cè)試流程

測(cè)試步驟：

激光發(fā)散角的測(cè)量通常包括以下關(guān)鍵步驟：

1. 準(zhǔn)備工作：

    選擇合適的測(cè)試設(shè)備：如激光功率計(jì)、光束分析儀、高精度位移臺(tái)、透鏡組（用于聚焦或擴(kuò)束）、探測(cè)器（如CCD相機(jī)或光電探測(cè)器）等。

    設(shè)置測(cè)試環(huán)境：確保環(huán)境穩(wěn)定，避免振動(dòng)、溫度波動(dòng)等影響測(cè)量精度的因素。

    校準(zhǔn)設(shè)備：對(duì)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行必要的校準(zhǔn)，確保其準(zhǔn)確性和可靠性。

2. 光束直徑測(cè)量：

    在激光束的近場(chǎng)位置（例如束腰處）測(cè)量最小光束直徑（Dmin），通常采用掃描式或成像式的光束分析儀完成。

    在選定的多個(gè)離軸距離（z）處重復(fù)測(cè)量，記錄每個(gè)位置的光束直徑（D(z)）。

3. 發(fā)散角計(jì)算：

• 對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角，根據(jù)光束直徑隨距離的變化關(guān)系，通常使用如下公式計(jì)算：

  
  

  $${?}_{?}=2\arctan ?\left(\frac{?(?)}{2?}\right)$$







• 其中，D(z)是在距離z處測(cè)得的光束直徑，z是從束腰位置開始沿光軸的距離。

• 如果需要測(cè)量近場(chǎng)發(fā)散角，則需考慮更復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述光束直徑隨距離的非線性變化，并據(jù)此計(jì)算發(fā)散角。

4. 數(shù)據(jù)處理與結(jié)果報(bào)告：

    分析測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算平均發(fā)散角或繪制發(fā)散角隨距離的變化曲線。

    記錄所有測(cè)試條件、使用的設(shè)備型號(hào)、校準(zhǔn)信息等，形成完整的測(cè)試報(bào)告。

 （四）激光發(fā)散角測(cè)試方法

具體方法：

根據(jù)GB/T 137392011標(biāo)準(zhǔn)，常用的激光發(fā)散角測(cè)試方法包括但不限于：

 直接法：使用帶有精密位移臺(tái)的光束分析儀或掃描式探測(cè)器，沿光軸逐步移動(dòng)探測(cè)位置，直接測(cè)量不同距離處的光束直徑，然后按照上述公式計(jì)算發(fā)散角。

 聚焦法：通過(guò)將激光束聚焦到一個(gè)已知焦距的透鏡后，觀察聚焦點(diǎn)后沿光軸方向的光束擴(kuò)散情況。利用透鏡的焦距和光束直徑的測(cè)量值，計(jì)算發(fā)散角。

 干涉法：對(duì)于相干性良好的激光，可以利用干涉技術(shù)（如雙孔或多孔干涉、菲涅爾干涉等）來(lái)間接獲取光束的發(fā)散特性。通過(guò)分析干涉條紋的分布和間距變化，推算出發(fā)散角。

 CCD成像法：利用高分辨率CCD相機(jī)拍攝不同距離處的激光光斑圖像，通過(guò)圖像處理軟件精確測(cè)量光斑直徑，進(jìn)而計(jì)算發(fā)散角。這種方法便于自動(dòng)化測(cè)量和數(shù)據(jù)采集。

在實(shí)際操作中，應(yīng)根據(jù)激光類型、功率、波長(zhǎng)、以及實(shí)驗(yàn)條件（如可用設(shè)備、空間限制等）選擇最適合的測(cè)試方法。同時(shí)，遵循標(biāo)準(zhǔn)中的要求進(jìn)行多次測(cè)量和數(shù)據(jù)驗(yàn)證，以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度。

總之，激光發(fā)散角是衡量激光束在空間中擴(kuò)散程度的關(guān)鍵參數(shù)，其測(cè)試依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化流程，包括準(zhǔn)備工作、光束直徑測(cè)量、發(fā)散角計(jì)算以及數(shù)據(jù)處理與報(bào)告編寫等多個(gè)環(huán)節(jié)。測(cè)試方法多樣，可根據(jù)實(shí)際情況選用直接法、聚焦法、干涉法或CCD成像法等，確保測(cè)量結(jié)果的專業(yè)性、嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性。

（五）深圳中為檢驗(yàn)一流服務(wù) 打造激光設(shè)備檢測(cè)認(rèn)證金字招牌

當(dāng)科技以光速發(fā)展，激光設(shè)備成為創(chuàng)新的尖兵，深圳中為檢驗(yàn)站在這個(gè)時(shí)代的前沿，用專業(yè)的眼光和精湛的技術(shù)，為激光設(shè)備的安全與性能把關(guān)。我們不僅僅是檢測(cè)認(rèn)證的提供者，更是您產(chǎn)品質(zhì)量的守護(hù)者和市場(chǎng)信任的建設(shè)者。

一、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，技術(shù)先行

在中為檢驗(yàn)，我們相信創(chuàng)新是推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的核心動(dòng)力。我們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)不斷探索，將最新的科技成果轉(zhuǎn)化為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和方法，確保我們的服務(wù)始終領(lǐng)先一步。我們的研發(fā)不僅關(guān)注現(xiàn)有技術(shù)的提升，更著眼于未來(lái)趨勢(shì)的預(yù)判，為客戶提供前瞻性的檢測(cè)解決方案。

二、精準(zhǔn)檢測(cè)，品質(zhì)保障

每一件激光設(shè)備都是精密工藝的結(jié)晶，每一次檢測(cè)都是對(duì)完美的追求。中為檢驗(yàn)擁有世界級(jí)的檢測(cè)設(shè)備和嚴(yán)格的操作流程，我們的工程師團(tuán)隊(duì)對(duì)每一項(xiàng)指標(biāo)都進(jìn)行精確測(cè)量，從源頭把控產(chǎn)品的質(zhì)量。我們的目標(biāo)是確保每一臺(tái)出廠的激光設(shè)備都能達(dá)到最高的性能標(biāo)準(zhǔn)。

三、全面服務(wù)，超越期待

我們理解，客戶的需求是多樣化的。因此，中為檢驗(yàn)提供從前期咨詢、設(shè)計(jì)評(píng)審、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試到后期的技術(shù)支持和持續(xù)改進(jìn)建議的全方位服務(wù)。我們致力于成為客戶最可靠的伙伴，幫助他們?cè)诩ち业氖袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中保持領(lǐng)先。

四、信賴背書，全球認(rèn)可

中為檢驗(yàn)的名字代表著專業(yè)和信賴。我們的服務(wù)不僅贏得了國(guó)內(nèi)客戶的贊譽(yù)，也得到了國(guó)際市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。我們幫助眾多企業(yè)跨越了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的門檻，讓他們的產(chǎn)品在全球市場(chǎng)上熠熠生輝。

在這個(gè)快速變化的時(shí)代，中為檢驗(yàn)是您不可或缺的合作伙伴。我們用創(chuàng)新的技術(shù)、精準(zhǔn)的檢測(cè)、全面的服務(wù)和全球的認(rèn)可，為您的激光設(shè)備照亮前行的道路。

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