¿Cuál es el diámetro del haz?

El diámetro del haz es una medida del tamaño de un haz de luz u otra radiación electromagnética, como un láser. Es el diámetro en cualquier línea que es perpendicular e intersecta el eje del haz, y es el doble de la longitud del radio del haz. Para una viga circular, su longitud se define como la longitud de un segmento de línea que pasa por el centro de la viga y tiene sus puntos finales en los bordes opuestos de la viga. Si la viga es elíptica, su diámetro puede especificarse como la longitud del eje mayor o menor de la elipse. Si el haz no tiene simetría circular, a menudo se hace referencia al ancho del haz.

La mayoría de los haces electromagnéticos no tienen bordes bien definidos, como los objetos sólidos, y la divergencia del haz significa que su ancho no es constante a lo largo de todo el haz. Por lo tanto, hay varias formas de definir el diámetro del haz. La medición del diámetro del haz se realiza con un dispositivo llamado perfilador de haz láser. El punto en la viga donde el diámetro de la viga es más estrecho se llama cintura de la viga.

El diámetro del haz es un atributo importante de los láseres. Las vigas con un diámetro mayor sufren menos divergencia de la viga, que es una medida de la rapidez con que la luz de la viga se propaga desde la cintura de la viga. Los haces con poca divergencia tienen, por lo tanto, una calidad de haz más alta, una medida de qué tan enfocado permanece un haz láser mientras viaja. La intensidad óptica de un haz es la cantidad de potencia óptica que el haz entrega por unidad de área en el objetivo, por lo que un láser con divergencia de haz bajo tendrá mayor intensidad óptica que un haz con la misma potencia óptica pero mayor divergencia de haz. Esto es importante para muchas aplicaciones láser, como el corte, la perforación y la soldadura remota en la industria y la microscopía láser en ciencias biológicas.

Existe una compensación entre la calidad del rayo láser y el tamaño del láser, ya que un láser con una lente más pequeña tiene un diámetro de rayo más pequeño y sufrirá una mayor divergencia del rayo, todas las demás cosas son iguales. Hacer un láser más pequeño, lo que a menudo es deseable por razones de conveniencia y costo, mientras que mantener una alta calidad de haz requiere mejoras en otras partes del diseño. Esto se puede hacer mediante el uso de componentes ópticos de mayor calidad, un diseño y alineación de resonador optimizados, y el uso de medios de ganancia láser que son menos propensos a distorsionar los efectos térmicos, como las lentes térmicas.