Tamaño de spot láser
Un láser de helio-neón de 632,8 nm y 5 mm de ancho, enfocado con una lente de 0,1 m de focal, forma un punto de 0,0000161141196782 m. Escriba longitud de onda, focal y diámetro en una unidad para dimensionar un punto de corte o marcado. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Longitud de onda
- 0,0000006328
- Distancia focal
- 0,1
- Diámetro del haz
- 0,005
- Diámetro del punto
- 0,0000161141
- Radio del punto
- 0,0000080571
Un láser colimado no permanece infinitamente fino cuando una lente de enfoque lo lleva a una cintura. La difracción y el diámetro finito del haz gaussiano incidente fijan un núcleo 1/e² mínimo en el plano focal. Para un haz TEM00 enfocado por una lente delgada, el diámetro de spot láser de libro es d igual a cuatro veces la longitud de onda por la distancia focal, dividido por pi por el diámetro del haz de entrada en la lente.
Cómo una lente de enfoque fija el diámetro de spot TEM00
Un láser TEM00 es un haz gaussiano: su intensidad transversal cae como el cuadrado de una gaussiana, y el diámetro 1/e² es la anchura convencional de catálogos y estimaciones de enfoque. El factor cuatro sobre pi no es un apaño empírico; se deduce de la transformación ABCD de un haz gaussiano colimado a través de una lente delgada, en el límite paraxial de baja divergencia, con factor de calidad M-squared igual a uno.
Una longitud de onda mayor, una distancia focal más larga o un haz de entrada más estrecho agrandan el núcleo enfocado; una longitud de onda menor, una lente más corta o un diámetro colimado mayor lo reducen. Esta capacidad evalúa solo ese diámetro TEM00 enfocado y su mitad como radio a partir de longitud de onda, distancia focal y diámetro del haz de entrada. Esas son intenciones de búsqueda y páginas distintas.
Longitud de onda, distancia focal y diámetro del haz deben compartir una unidad de longitud; las longitudes de spot devueltas usan esa misma unidad.
Dónde resulta útil una calculadora de tamaño de spot láser
Los ingenieros de proceso láser dimensionan los spots de corte, soldadura, marcado y micromecanizado antes de elegir una óptica de enfoque y un expansor de haz, y la fórmula TEM00 a partir de longitud de onda, distancia focal y diámetro del haz de entrada es la cintura de primer orden que pueden reclamar con M-squared igual a uno.
El trabajo de acoplamiento a fibra y de alineación en espacio libre compara ese diámetro enfocado con un diámetro de campo modal para que la estimación de eficiencia parta de un núcleo honesto y no de un eslogan de difracción. Los cursos universitarios de óptica y fotónica proponen innumerables problemas que piden el diámetro 1/e² enfocado a partir de lambda, f y D; un oráculo fiable que devuelve diámetro y radio acelera la corrección y el montaje de demos.
Si más adelante necesita el diámetro Airy del primer nulo de una apertura circular a partir de longitud de onda y número f, un número f a partir de distancia focal y apertura, conversiones de apertura numérica o la distancia de imagen de una lente delgada, trátelos como intenciones de búsqueda y aterrizajes separados en lugar de sobrecargar esta página de tamaño de spot láser.
Qué puede hacer con ella
Corte, soldadura y micromecanizado láser
Calcule la cintura TEM00 1/e² enfocada a partir de la longitud de onda, la distancia focal de enfoque y el diámetro del haz colimado antes de dimensionar la óptica y declarar un spot de proceso.
Claves de deberes y de laboratorio
Devuelva un diámetro y un radio de spot láser enfocado, deterministas, a partir de λ, f y D de libro, para que docentes y autoevaluadores compartan una sola verdad de referencia.
Preguntas frecuentes
¿Qué fórmula usa esta calculadora de tamaño de spot láser?
Las longitudes de spot usan la misma unidad que las tres entradas. El factor de calidad M² se toma igual a uno.
¿Es lo mismo que el spot limitado por difracción de Airy?
No. El diámetro del primer nulo de Airy para apertura circular es 2.44·λ·N a partir de longitud de onda y número f. Esta herramienta informa el diámetro gaussiano TEM00 enfocado 1/e² a partir de longitud de onda, distancia focal y diámetro del haz de entrada, que es la estimación habitual de enfoque láser.
¿Cómo consigo un punto enfocado más pequeño?
Use una longitud de onda más corta, una lente de focal más corta o un rayo más ancho en la lente, por ejemplo con un expansor. Una longitud de onda mayor, una focal más larga o un rayo más estrecho agrandan el punto.
¿Tiene en cuenta una calidad de rayo peor que la ideal?
No. Supone un rayo gaussiano monomodo ideal, con un factor de calidad igual a uno. Un láser multimodo real enfoca en un punto mayor, así que tome el resultado como la cintura más pequeña posible.
¿Qué unidades debo usar?
Una misma unidad de longitud para los tres valores, por ejemplo metros para la longitud de onda, la focal y el diámetro del rayo. El diámetro y el radio del punto salen en esa misma unidad.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
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)Ejemplo de solicitud
{
"wavelength": 6.328e-7,
"focal_length": 0.1,
"beam_diameter": 0.005
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.laser_spot_size",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
Esta calculadora acepta esas tres longitudes, devuelve el diámetro enfocado y el radio correspondiente, y falla con invalid_input cuando el diámetro del haz es cero en lugar de emitir Infinity.
Cómo una lente de enfoque fija el diámetro de spot TEM00
Cuando ese haz colimado de diámetro D llena una lente delgada de distancia focal f, el diámetro 1/e² enfocado en la cintura sigue la relación cerrada d igual a cuatro lambda f sobre pi D. No aplica el factor Airy de apertura circular 2.44 lambda N, no incorpora M-squared mayor que uno, no calcula el rango de Rayleigh ni la profundidad de foco, y no convierte distancia focal y diámetro en un número f por usted. El pipeline es aritmética de coma flotante pura, sin red, sin semillas aleatorias y sin marcas de reloj, de modo que lambda, f y D idénticos producen siempre el mismo JSON. El diámetro del haz debe ser estrictamente positivo: un diámetro de entrada nulo dividiría por cero y se rechaza como invalid_input en lugar de Infinity.
Qué envía usted y qué recibe a cambio
Los tres campos son obligatorios. Use el formulario gratuito del navegador para deberes y demostraciones de laboratorio, y llame al mismo contrato desde scripts cuando necesite tablas de proceso en lote. Envíe tres números finitos y positivos en los campos wavelength, focal_length y beam_diameter. wavelength es lambda en la unidad de longitud que prefiera para la respuesta; focal_length es la distancia focal f de la lente de enfoque en esa misma unidad; beam_diameter es el diámetro 1/e² incidente D en la lente, también en esa unidad. Se aceptan alias como lambda, wave_length o wl para la longitud de onda, f, focal o fl para la distancia focal, y D, diameter, input_beam_diameter, beam_d o beam_dia para el diámetro del haz, de modo que los scripts escritos con notación de libro no necesiten una capa de renombrado. Campos ausentes, cadenas no numéricas, NaN, Infinity, longitud de onda cero o negativa, distancia focal cero o negativa, y diámetro de haz cero o negativo fallan con invalid_input y no se cobran. En caso de éxito la respuesta repite wavelength, focal_length y beam_diameter limpios, devuelve spot_diameter igual a cuatro lambda f sobre pi D, devuelve spot_radius igual a la mitad de ese diámetro, incluye una cadena de fórmula corta d = 4·λ·f/(π·D), y un unit_note que recuerda que las longitudes de spot coinciden con las tres entradas. Comprobaciones clásicas incluyen una longitud de onda de helio-neón de 6.328e-7 m, una lente de 0.1 m y un haz de entrada de 0.005 m, que dan un núcleo de decenas de micrómetros; una longitud de onda de neodimio YAG de 1.064e-6 m con lente de 0.05 m y haz de 0.01 m; y un diámetro de haz nulo como ruta obligatoria de invalid_input. El precio de las llamadas API correctas es la base publicada de $0.002 por ítem; los fallos de validación no consumen saldo prepago.
Dónde resulta útil una calculadora de tamaño de spot láser
Como esta capacidad es un motor parse puro, el precio API es la base publicada de $0.002 por ítem correcto y la validación fallida no consume saldo.
Casos de integración
Acoplamiento a fibra y diseño de la óptica de enfoque
Compare d = 4λf/(πD) con el diámetro de campo modal de una fibra o con el tamaño de rasgo objetivo al elegir la lente de enfoque y la expansión del haz de entrada.
Preguntas técnicas
¿Qué unidades debo usar?
Cualquier unidad de longitud coherente para wavelength, focal_length y beam_diameter (metros, milímetros, micrómetros). Los campos spot_diameter y spot_radius devueltos están en esa misma unidad. Ejemplo: λ = 6.328e-7 m, f = 0.1 m, D = 0.005 m produce d en metros.
¿Qué ocurre si el diámetro del haz es cero?
La petición falla con invalid_input. Un diámetro de haz nulo (o no positivo) dividiría por cero en d = 4λf/(πD). wavelength y focal_length también deben ser finitos y estrictamente positivos; los fallos de validación no se cobran.
¿Cuánto cuesta la calculadora de tamaño de spot láser?
La herramienta del navegador es gratuita. Las peticiones API usan saldo prepago KIT a $0.002 por llamada correcta; la entrada inválida no se factura.