Tamanho do spot laser
Um feixe de hélio-neônio de 632,8 nm e 5 mm de largura, focalizado por uma lente de 0,1 m de focal, forma um ponto de 0,0000161141196782 m. Digite comprimento de onda, focal e diâmetro na mesma unidade para dimensionar corte ou marcação. Grátis no seu navegador.
- Grátis
- Funciona no seu navegador
- Sem cadastro
- Seus dados não saem do seu aparelho
Executar grátis
Exemplo resolvido
- Comprimento de onda
- 0,0000006328
- Distância focal
- 0,1
- Diâmetro do feixe
- 0,005
- Diâmetro do ponto
- 0,0000161141
- Raio do ponto
- 0,0000080571
Um laser colimado não permanece infinitamente fino quando uma lente de foco o leva a uma cintura. A difração e o diâmetro finito do feixe gaussiano incidente fixam um núcleo 1/e² mínimo no plano focal. Para um feixe TEM00 focado por uma lente delgada, o diâmetro de spot laser de livro é d igual a quatro vezes o comprimento de onda vezes a distância focal, dividido por pi vezes o diâmetro do feixe de entrada na lente.
Como uma lente de foco define o diâmetro de spot TEM00
Um laser TEM00 é um feixe gaussiano: sua intensidade transversal cai como o quadrado de uma gaussiana, e o diâmetro 1/e² é a largura convencional dos catálogos e das estimativas de foco. O fator quatro sobre pi não é um ajuste empírico; segue da transformação ABCD de um feixe gaussiano colimado através de uma lente delgada, no limite paraxial de baixa divergência, com fator de qualidade M-squared igual a um.
Um comprimento de onda maior, uma distância focal mais longa ou um feixe de entrada mais estreito aumentam o núcleo focado; um comprimento de onda menor, uma lente mais curta ou um diâmetro colimado maior o reduzem. Esta capacidade avalia apenas esse diâmetro TEM00 focado e a metade dele como raio a partir do comprimento de onda, da distância focal e do diâmetro do feixe de entrada.
Comprimento de onda, distância focal e diâmetro do feixe devem compartilhar uma unidade de comprimento; os comprimentos de spot devolvidos usam essa mesma unidade.
Onde uma calculadora de tamanho de spot laser rende de verdade
Engenheiros de processo a laser dimensionam spots de corte, soldagem, marcação e micromaquinação antes de escolher a óptica de foco e um expansor de feixe, e a fórmula TEM00 a partir do comprimento de onda, da distância focal e do diâmetro do feixe de entrada é a cintura de primeira ordem que podem reivindicar com M-squared igual a um.
O trabalho de acoplamento em fibra e de alinhamento em espaço livre compara esse diâmetro focado a um diâmetro de campo modal para que a estimativa de eficiência parta de um núcleo honesto, e não de um slogan de difração. Cursos universitários de óptica e fotônica propõem inúmeros problemas que pedem o diâmetro 1/e² focado a partir de lambda, f e D; um oráculo confiável que devolve diâmetro e raio acelera a correção e a montagem de demos.
Se mais adiante você precisar do diâmetro Airy do primeiro nulo de uma abertura circular a partir de comprimento de onda e número f, de um número f a partir de distância focal e abertura, de conversões de abertura numérica ou da distância de imagem de uma lente delgada, trate-os como intenções de busca e páginas distintas em vez de sobrecarregar esta página de tamanho de spot laser.
Casos de uso
Corte, soldagem e micromaquinação a laser
Calcule a cintura TEM00 1/e² focada a partir do comprimento de onda, da distância focal de foco e do diâmetro do feixe colimado antes de dimensionar a óptica e declarar um spot de processo.
Gabaritos de tarefa e de laboratório
Devolva um diâmetro e um raio de spot laser focado, determinísticos, a partir de λ, f e D de livro, para que docentes e avaliadores automáticos compartilhem uma única verdade de referência.
Perguntas frequentes
Qual fórmula esta calculadora de tamanho de spot laser usa?
Os comprimentos de spot usam a mesma unidade das três entradas. O fator de qualidade M² é tomado igual a um.
É o mesmo que o spot limitado por difração de Airy?
Não. O diâmetro do primeiro nulo de Airy para abertura circular é 2.44·λ·N a partir do comprimento de onda e do número f. Esta ferramenta informa o diâmetro gaussiano TEM00 focado 1/e² a partir do comprimento de onda, da distância focal e do diâmetro do feixe de entrada, que é a estimativa usual de foco a laser.
Como deixo o ponto focalizado menor?
Use um comprimento de onda mais curto, uma lente de focal mais curta ou um feixe mais largo na lente, por exemplo com um expansor de feixe. Comprimento de onda maior, focal mais longa ou feixe mais estreito aumentam o ponto.
A calculadora considera uma qualidade de feixe pior que a ideal?
Não. Ela supõe um feixe gaussiano monomodo ideal, com fator de qualidade igual a um. Um laser multimodo real focaliza em um ponto maior, então trate o resultado como a menor cintura possível.
Quais unidades devo usar?
Uma única unidade de comprimento para os três valores, por exemplo metros para o comprimento de onda, a focal e o diâmetro do feixe. O diâmetro e o raio do ponto saem nessa mesma unidade.
Ferramentas relacionadas
Para desenvolvedores — acesso via API
Tudo nesta página está disponível via API. Esta seção é para equipes que querem integrar a ferramenta aos próprios sistemas; quem não precisa disso pode simplesmente usar a ferramenta acima.
Endpoint
Autenticação por token Bearer. Um único POST coloca a tarefa na fila; o resultado chega por webhook ou link assinado.
Chame do seu código
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/laser-spot-size \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"wavelength":6.328e-7,"focal_length":0.1,"beam_diameter":0.005}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/laser-spot-size", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"wavelength": 6.328e-7,
"focal_length": 0.1,
"beam_diameter": 0.005
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/laser-spot-size",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"wavelength": 6.328e-7,
"focal_length": 0.1,
"beam_diameter": 0.005
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/laser-spot-size", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"wavelength":6.328e-7,"focal_length":0.1,"beam_diameter":0.005}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"wavelength":6.328e-7,"focal_length":0.1,"beam_diameter":0.005}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/laser-spot-size", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemplo de requisição
{
"wavelength": 6.328e-7,
"focal_length": 0.1,
"beam_diameter": 0.005
}Exemplo de resposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.laser_spot_size",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}A API é assíncrona: cada chamada devolve um task_id na hora. Se preferir polling, consulte o status a até 1 requisição por segundo.
Preço
Preço publicado, sem tokens nem créditos escondidos. Tarefa que falha não é cobrada.
Erros
| HTTP | Código | O que significa |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Token ausente ou inválido. Confira o header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Saldo insuficiente para esta tarefa. Faça uma recarga e tente de novo. |
404 | unknown_type | Esse tipo de tarefa não existe. Confira o campo type no catálogo. |
429 | rate_limited | Muitas requisições em pouco tempo. Espere um instante e tente de novo. |
Notas técnicas
Esta calculadora aceita esses três comprimentos, devolve o diâmetro focado e o raio correspondente, e falha com invalid_input quando o diâmetro do feixe é zero em vez de emitir Infinity.
Como uma lente de foco define o diâmetro de spot TEM00
Quando esse feixe colimado de diâmetro D preenche uma lente delgada de distância focal f, o diâmetro 1/e² focado na cintura segue a relação fechada d igual a quatro lambda f sobre pi D. Não aplica o fator Airy de abertura circular 2.44 lambda N, não incorpora M-squared maior que um, não calcula o alcance de Rayleigh nem a profundidade de foco, e não converte distância focal e diâmetro em um número f para você. Essas são intenções de busca e páginas distintas. O pipeline é aritmética de ponto flutuante pura, sem rede, sem sementes aleatórias e sem carimbos de relógio, de modo que lambda, f e D idênticos sempre produzem o mesmo JSON. O diâmetro do feixe deve ser estritamente positivo: um diâmetro de entrada nulo dividiria por zero e é rejeitado como invalid_input em vez de Infinity.
O que você envia e o que recebe de volta
Os três campos são obrigatórios. Use o formulário gratuito do navegador para tarefas e demos de laboratório, e chame o mesmo contrato a partir de scripts quando precisar de tabelas de processo em lote. Envie três números finitos e positivos nos campos wavelength, focal_length e beam_diameter. wavelength é lambda na unidade de comprimento que você preferir para a resposta; focal_length é a distância focal f da lente de foco nessa mesma unidade; beam_diameter é o diâmetro 1/e² incidente D na lente, também nessa unidade. Aceitam-se nomes alternativos como lambda, wave_length ou wl para o comprimento de onda, f, focal ou fl para a distância focal, e D, diameter, input_beam_diameter, beam_d ou beam_dia para o diâmetro do feixe, para que scripts escritos com notação de livro não precisem de uma camada de renomeação. Campos ausentes, cadeias não numéricas, NaN, Infinity, comprimento de onda zero ou negativo, distância focal zero ou negativa, e diâmetro de feixe zero ou negativo falham com invalid_input e não são cobrados. Em caso de sucesso a resposta repete wavelength, focal_length e beam_diameter limpos, devolve spot_diameter igual a quatro lambda f sobre pi D, devolve spot_radius igual à metade desse diâmetro, inclui uma cadeia de fórmula curta d = 4·λ·f/(π·D), e um unit_note que lembra que os comprimentos de spot coincidem com as três entradas. Checagens clássicas incluem um comprimento de onda de hélio-neônio de 6.328e-7 m, uma lente de 0.1 m e um feixe de entrada de 0.005 m, que dão um núcleo de dezenas de micrômetros; um comprimento de onda de neodímio YAG de 1.064e-6 m com lente de 0.05 m e feixe de 0.01 m; e um diâmetro de feixe nulo como caminho obrigatório de invalid_input. O preço das chamadas API bem-sucedidas é a base publicada de US$ 0,002 por item; falhas de validação não consomem saldo pré-pago.
Onde uma calculadora de tamanho de spot laser rende de verdade
Como esta capacidade é um motor parse puro, o preço da API é a base publicada de US$ 0,002 por item bem-sucedido e a validação falha não consome saldo.
Casos de integração
Acoplamento em fibra e projeto da óptica de foco
Compare d = 4λf/(πD) com o diâmetro de campo modal de uma fibra ou com o tamanho de feição-alvo ao escolher a lente de foco e a expansão do feixe de entrada.
Perguntas técnicas
Quais unidades devo usar?
Qualquer unidade de comprimento coerente para wavelength, focal_length e beam_diameter (metros, milímetros, micrômetros). Os campos spot_diameter e spot_radius devolvidos estão nessa mesma unidade. Exemplo: λ = 6.328e-7 m, f = 0.1 m, D = 0.005 m produz d em metros.
O que acontece se o diâmetro do feixe for zero?
A solicitação falha com invalid_input. Um diâmetro de feixe nulo (ou não positivo) dividiria por zero em d = 4λf/(πD). wavelength e focal_length também devem ser finitos e estritamente positivos; falhas de validação não são cobradas.
Quanto custa a calculadora de tamanho de spot laser?
A ferramenta do navegador é gratuita. As solicitações API usam saldo pré-pago KIT a US$ 0,002 por chamada bem-sucedida; entrada inválida não é faturada.