Kas yra sijos skersmuo?

Spindulio skersmuo – tai šviesos ar kitos elektromagnetinės spinduliuotės, pavyzdžiui, lazerio, pluošto dydžio matavimas. Tai skersmuo bet kurioje tiesėje, kuri yra statmena pluošto ašiai ir ją kerta, ir yra dvigubai didesnė už pluošto spindulį. Apvalaus pluošto ilgis apibrėžiamas kaip linijos atkarpos, einančios per pluošto centrą, o jos galiniai taškai yra priešinguose pluošto kraštuose, ilgis. Jei spindulys yra elipsės formos, jo skersmuo gali būti nurodytas kaip didžiosios arba mažosios elipsės ašies ilgis. Jei sija neturi apskritimo simetrijos, vietoj jos dažnai nurodomas pluošto plotis.

Dauguma elektromagnetinių spindulių neturi ryškiai apibrėžtų kraštų, kaip ir kietieji objektai, o spindulių divergencija reiškia, kad jų plotis nėra pastovus per visą pluošto ilgį. Taigi, yra keletas būdų, kaip apibrėžti sijos skersmenį. Spindulio skersmens matavimas atliekamas naudojant prietaisą, vadinamą lazerio spindulio profiliuotoju. Sijos taškas, kuriame sijos skersmuo yra siauriausias, vadinamas sijos juosmeniu.

Spindulio skersmuo yra svarbus lazerių atributas. Didesnio skersmens spinduliai patiria mažesnį pluošto divergenciją, o tai rodo, kaip greitai pluošto šviesa sklinda iš pluošto juosmens. Mažo divergencijos spinduliai turi geresnę spindulio kokybę, matuojant, kaip tiksliai sufokusuotas lazerio spindulys išlieka jam keliaujant. Spindulio optinis intensyvumas yra optinės galios dydis, kurį pluoštas suteikia objekto ploto vienetui, todėl lazerio su mažu pluošto divergencija optinis intensyvumas bus didesnis nei pluošto, kurio optinė galia yra tokia pati, bet didesnė pluošto divergencija. Tai svarbu daugeliui lazerinių programų, tokių kaip pjovimas, gręžimas ir nuotolinis suvirinimas pramonėje ir lazerinė mikroskopija biologijos moksle.

Yra kompromisas tarp lazerio spindulio kokybės ir lazerio dydžio, nes lazeris su mažesniu lęšiu turi mažesnį pluošto skersmenį ir turės didesnį pluošto divergenciją, o visi kiti dalykai yra vienodi. Norint sumažinti lazerį, o tai dažnai pageidautina dėl patogumo ir sąnaudų, kartu išlaikant aukšto pluošto kokybę, reikia patobulinti kitas konstrukcijos dalis. Tai galima padaryti naudojant aukštesnės kokybės optinius komponentus, optimizuotą rezonatoriaus dizainą ir derinimą bei lazerio stiprinimo terpę, kuri yra mažiau linkusi iškraipyti šiluminį poveikį, pvz., terminį lęšį.