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Axiales Profil

Im Abstand der Rayleighlänge von der Strahltaille ist der Strahl auf

verbreitert. Die Rayleighlänge ist folglich der Abstand, bei dem sich die Strahlfläche in Bezug auf die kleinste Taille verdoppelt hat.

Der Abstand zwischen dem linken und rechten Punkt mit | z | = z

0 wird bi- oder konfokaler Parameter genannt:

Damit ist die Amplitude

also an einer bestimmten z-Koordinate auf das - fache abgefallen. Dies entspricht einem Lorentz-Profil.

Krümmung

Radius der Wellenfronten über der Ausbreitungsrichtung. Für z→0 wird der Krümmungsradius unendlich, für großes z ergibt sich eine proportionale Abhängigkeit. Der kleinste Krümmungsradius liegt bei z

0 .

Die Exponentialfunktionen mit imaginären Exponenten bestimmen die Phasenlage der

Welle bei ( r , z ). Dabei bestimmt der Parameter

R ( z ) anschaulich, wie stark die Phase an achsfernen Punkten verzögert ist, also, wie stark die Wellenfronten gekrümmt sind, und heißt deshalb Krümmungsradius . Er berechnet sich zu

Divergenz

Betrachtet man den Verlauf von w ( z ) für

, nähert er sich einer Geraden - dies zeigt die Verbindung zur Strahlenoptik auf. Wie stark der Gauß-Strahl verläuft, sich also transversal ausdehnt, lässt sich dann durch den Winkel zwischen dieser Geraden und der z-Achse angeben, dies nennt man die Divergenz:

Diese Beziehung führt zu dem Effekt, dass die Divergenz bei starker Fokussierung größer wird: ist die Strahltaille schmal, verläuft der Strahl in großen Entfernungen stark. Man muss also einen Kompromiss aus Fokussierung und Reichweite finden.

Gouy-Phase

In der Wellenphase taucht auch ein Term auf, der die Gouy-Phase des Gauß-Strahls genannt wird:

Diese liefert einen Phasenunterschied von beim Übergang von zu , was dem „Umklappen“ der klassischen Strahlenoptik im Fokus entspricht. Anschaulich beschreibt die Gouy-Phase die Phasenänderung des Gauß-Strahls beim Durchlaufen der Strahltaille verglichen mit einer ebenen Welle, die die gleiche Strecke durchläuft.