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瑞利距离

瑞利距离

在光学及激光科学中，瑞利距离或瑞利长度（Rayleigh length）或瑞利范围（Rayleigh range）是指光束沿着其行进方向，从其腰部到其面积为腰部面积两倍的截面的距离，此时截面半径约为1.414倍的腰部半径。另一个相关的参数为共焦参数（confocal parameter）b，恰为瑞利距离的两倍。当用高斯光束来做为光束模型时，瑞利距离是相当重要的参数。

简介
在光学及激光科学中，瑞利距离或瑞利长度（Rayleigh length）或瑞利范围（Rayleigh range）是指光束沿着其行进方向，从其腰部到其面积为腰部面积两倍的截面的距离，此时截面半径约为倍的腰部半径。另一个相关的参数为共焦参数（confocal parameter）b，恰为瑞利距离的两倍。当用高斯光束来做为光束模型时，瑞利距离是相当重要的参数。
说明
更多信息：高斯光束
对于在自由空间下，沿着轴前进的高斯光束，其瑞利距离为
其中为波长，为腰部，也就是光束最窄处的轴向大小，上式和以下的公式都假设光束的腰部不是特别的小，满足的关系。
光束在距腰部距离位置的半径为
依定义，的最小值出现在。在距腰部的位置，光束直径变为腰部的倍，截面积则变为2倍。
相关物理量
高斯光束以弧度表示的总角度分布，和瑞利距离有以下的关系
光束在腰部的直径可以用下式表示
以上公式在近轴近似的条件下有限。若光束的发散程度过于严重，无法再适用高斯光束模型，需要用物理光学的分析方式求解。
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