光束质量因子

光束质量因子是激光光束质量的评估和控制理论基础。其定义为其中：R为实际光束的束腰半径，R0为基膜高斯光束的束腰半径θ为实际光束的远场发散角，θ0为基膜高斯光束的远场发散角。光束质量因子为1时，具有最好的光束质量。衍射极限是指一个理想点物经光学系统成像，由于衍射的限制，不可能得到理想像点，而是得到一个夫朗和费衍射像。因为一般光学系统的口径都是圆形，夫朗和费衍射像就是所谓的艾里斑。这样每个物点的像就是一个弥散斑，两个弥散斑靠近后就不好区分，这样就限制了系统的分辨率，这个斑越大，分辨率越低。这个限制是物理光学的限制，是光的衍射造成的。点列图是指在几何光学的成像过程中，由一点发出的许多条光线经光学系统成像后，由于像差的存在，使其与像面的交点不再集中于一点，而是形成一个分布在一定范围内的弥散图形。在点列图中利用这些点的密集程度来衡量光学系统的成像质量的方法称之为点列图法。利用点列图法来评价照相物镜等的成像质量时，通常是利用集中30%以上的点或光线所构成的图形区域作为其实际有效弥散斑，弥散斑直径的倒数为系统的分辨率。这个分辨率是由几何光学的像差限制的，没有考虑衍射效应。衍射极限公式是sinθ=1.22λ/D。其中θ是角分辨率，λ是波长，D是光圈直径。当θ很小时，sinθ约等于tagθ，约等于d/f，其中d是最小分辨尺寸，f是焦距。推导出d/f=1.22λ/D。A=d/（1.22λ）。A是光圈f/值。当d等于成像元件像素点尺寸p时，A就是衍射极限光圈。DLA=p/（1.22λ），也就是：衍射极限光圈=像素尺寸/（1.22x光波波长）