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Taille du spot laser

Un faisceau hélium-néon de 632,8 nm et 5 mm de large, focalisé par une lentille de 0,1 m de focale, donne un spot de 0,0000161141196782 m. Saisissez longueur d'onde, focale et diamètre dans une même unité pour dimensionner une découpe ou un marquage. Gratuit dans votre navigateur.

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Exemple résolu

Si vous saisissez

Longueur d'onde: 0,0000006328
Distance focale: 0,1
Diamètre du faisceau: 0,005

Vous obtenez

Diamètre du spot: 0,0000161141
Rayon du spot: 0,0000080571

Un laser collimaté ne reste pas infiniment mince lorsqu'une lentille de focalisation l'amène à une taille. La diffraction et le diamètre fini du faisceau gaussien incident fixent un noyau 1/e² minimal dans le plan focal. Pour un faisceau TEM00 focalisé par une lentille mince, le diamètre de spot laser de manuel est d égal à quatre fois la longueur d'onde multipliée par la distance focale, divisé par pi fois le diamètre du faisceau d'entrée sur la lentille.

Comment une lentille de focalisation fixe le diamètre de spot TEM00

Un laser TEM00 est un faisceau gaussien : son intensité transversale décroît comme le carré d'une gaussienne, et le diamètre 1/e² est la largeur conventionnelle des catalogues et des estimations de focalisation. Lorsque ce faisceau collimaté de diamètre D remplit une lentille mince de distance focale f, le diamètre 1/e² focalisé à la taille suit la relation fermée d égal à quatre lambda f sur pi D.

Le facteur quatre sur pi n'est pas un bricolage empirique ; il découle de la transformation ABCD d'un faisceau gaussien collimaté à travers une lentille mince, dans la limite paraxiale de faible divergence, avec un facteur de qualité M-squared égal à un. Une longueur d'onde plus grande, une focale plus longue ou un faisceau d'entrée plus étroit agrandissent le noyau focalisé ; une longueur d'onde plus courte, une lentille plus courte ou un diamètre collimaté plus grand le réduisent.

Cette capacité n'évalue que ce diamètre TEM00 focalisé et sa moitié comme rayon à partir de la longueur d'onde, de la distance focale et du diamètre du faisceau d'entrée. Elle n'applique pas le facteur d'Airy d'ouverture circulaire 2.44 lambda N, n'incorpore pas un M-squared supérieur à un, ne calcule ni la portée de Rayleigh ni la profondeur de foyer, et ne convertit pas focale et diamètre en nombre d'ouverture à votre place. Ce sont d'autres intentions de recherche et d'autres pages.

Longueur d'onde, distance focale et diamètre du faisceau doivent partager une unité de longueur ; les longueurs de spot renvoyées utilisent cette même unité.

Où un calculateur de taille de spot laser gagne sa place

Les ingénieurs de procédé laser dimensionnent les spots de découpe, de soudage, de marquage et de micro-usinage avant de choisir une optique de focalisation et un expanseur de faisceau, et la formule TEM00 à partir de la longueur d'onde, de la focale et du diamètre du faisceau d'entrée est la taille de premier ordre qu'ils peuvent revendiquer avec M-squared égal à un.

Le couplage fibre et l'alignement en espace libre comparent ce diamètre focalisé à un diamètre de champ de mode afin que l'estimation de rendement parte d'un noyau honnête plutôt que d'un slogan de diffraction. Les cours universitaires d'optique et de photonique posent d'innombrables problèmes qui demandent le diamètre 1/e² focalisé à partir de lambda, f et D ; un oracle fiable qui renvoie diamètre et rayon accélère la correction et le montage des démonstrations.

Si vous avez ensuite besoin du diamètre d'Airy du premier zéro d'une ouverture circulaire à partir de la longueur d'onde et du nombre d'ouverture, d'un nombre d'ouverture à partir de la focale et de l'ouverture, de conversions d'ouverture numérique ou de la distance image d'une lentille mince, traitez-les comme des intentions de recherche et des pages distinctes plutôt que de surcharger cette page de taille de spot laser.

Cas d’usage

Découpe, soudage et micro-usinage laser

Calculez la taille TEM00 1/e² focalisée à partir de la longueur d'onde, de la focale de focalisation et du diamètre du faisceau collimaté avant de dimensionner l'optique et de revendiquer un spot de procédé.

Corrigés de devoirs et de laboratoire

Renvoyez un diamètre et un rayon de spot laser focalisé, déterministes, à partir de λ, f et D de manuel, afin que enseignants et correcteurs automatiques partagent une seule vérité de référence.

Questions fréquentes

Quelle formule ce calculateur de taille de spot laser utilise-t-il ?

Les longueurs de spot utilisent la même unité que les trois entrées. Le facteur de qualité M² est pris égal à un.

Est-ce le même spot que la tache d'Airy limitée par la diffraction ?

Non. Le diamètre du premier zéro d'Airy pour une ouverture circulaire est 2.44·λ·N à partir de la longueur d'onde et du nombre d'ouverture. Cet outil rapporte le diamètre gaussien TEM00 focalisé 1/e² à partir de la longueur d'onde, de la focale et du diamètre du faisceau d'entrée, estimation habituelle de la focalisation laser.

Comment obtenir un spot focalisé plus petit ?

Prenez une longueur d'onde plus courte, une lentille de focale plus courte ou un faisceau plus large sur la lentille, par exemple avec un élargisseur de faisceau. L'inverse agrandit le spot.

Le calcul tient-il compte d'une qualité de faisceau moins bonne que l'idéal ?

Non. Il suppose un faisceau gaussien monomode idéal, avec un facteur de qualité égal à un. Un laser multimode réel focalise sur un spot plus grand : considérez le résultat comme le plus petit col possible.

Quelles unités utiliser ?

Une seule unité de longueur pour les trois valeurs, par exemple le mètre pour la longueur d'onde, la focale et le diamètre du faisceau. Le diamètre et le rayon du spot sortent dans cette même unité.

Outils associés

Pour les développeurs — accès API

Tout sur cette page est disponible par programmation. Cette section s'adresse aux équipes qui veulent l'intégrer à leurs systèmes ; les autres peuvent simplement utiliser l'outil ci-dessus.

Endpoint

POSThttps://api.kit.forhosting.com/phys/laser-spot-size

Authentification par jeton Bearer : un seul POST met la tâche en file d’attente, et le résultat vous parvient par webhook ou lien signé.

Appeler depuis votre 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)

Exemple de requête

{
  "wavelength": 6.328e-7,
  "focal_length": 0.1,
  "beam_diameter": 0.005
}

Exemple de réponse

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "phys.laser_spot_size",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

L’API est asynchrone : chaque appel renvoie un task_id immédiatement, puis vous interrogez l’état à raison d’une requête par seconde.

Tarifs

par requête$0.002

Le prix est publié, sans tokens ni crédits. Une tâche qui échoue n’est pas facturée.

Erreurs

HTTP	Code	Signification
`401`	`unauthorized`	Clé API absente ou invalide : vérifiez l’en-tête Authorization.
`402`	`insufficient_balance`	Solde insuffisant : rechargez votre compte pour lancer cette tâche.
`404`	`unknown_type`	Type de tâche inconnu : vérifiez le champ type de votre requête.
`429`	`rate_limited`	Trop de requêtes : ralentissez la cadence, puis réessayez.

Notes techniques

Ce calculateur accepte ces trois longueurs, renvoie le diamètre focalisé et le rayon correspondant, et échoue avec invalid_input lorsque le diamètre du faisceau est zéro au lieu d'émettre Infinity.

Comment une lentille de focalisation fixe le diamètre de spot TEM00

Le pipeline est de l'arithmétique en virgule flottante pure, sans réseau, sans graines aléatoires et sans horodatage, de sorte que des lambda, f et D identiques produisent toujours le même JSON. Le diamètre du faisceau doit être strictement positif : un diamètre d'entrée nul diviserait par zéro et est rejeté comme invalid_input plutôt qu'Infinity.

Ce que vous envoyez et ce que vous recevez

Les trois champs sont obligatoires. Branchez le formulaire gratuit du navigateur pour les devoirs et les démonstrations de laboratoire, puis appelez le même contrat depuis des scripts lorsque vous avez besoin de tables de procédé en lot. Envoyez trois nombres finis et positifs dans les champs wavelength, focal_length et beam_diameter. wavelength est lambda dans l'unité de longueur que vous préférez pour la réponse ; focal_length est la distance focale f de la lentille de focalisation dans cette même unité ; beam_diameter est le diamètre 1/e² incident D sur la lentille, également dans cette unité. Des alias tels que lambda, wave_length ou wl pour la longueur d'onde, f, focal ou fl pour la focale, et D, diameter, input_beam_diameter, beam_d ou beam_dia pour le diamètre du faisceau sont acceptés afin que les scripts rédigés selon la notation des manuels n'aient pas besoin d'une couche de renommage. Champs manquants, chaînes non numériques, NaN, Infinity, longueur d'onde nulle ou négative, focale nulle ou négative, et diamètre de faisceau nul ou négatif échouent avec invalid_input et ne sont pas facturés. En cas de succès, la réponse répète wavelength, focal_length et beam_diameter nettoyés, renvoie spot_diameter égal à quatre lambda f sur pi D, renvoie spot_radius égal à la moitié de ce diamètre, inclut une courte chaîne de formule d = 4·λ·f/(π·D), et un unit_note rappelant que les longueurs de spot correspondent aux trois entrées. Les contrôles classiques comprennent une longueur d'onde hélium-néon de 6.328e-7 m, une lentille de 0.1 m et un faisceau d'entrée de 0.005 m, qui donnent un noyau de dizaines de micromètres ; une longueur d'onde néodyme YAG de 1.064e-6 m avec lentille de 0.05 m et faisceau de 0.01 m ; et un diamètre de faisceau nul comme chemin obligatoire invalid_input. Le tarif des appels API réussis est la base publiée de $0.002 par item ; les échecs de validation ne consomment pas le solde prépayé.

Où un calculateur de taille de spot laser gagne sa place

Comme cette capacité est un moteur parse pur, le tarif API est la base publiée de $0.002 par item réussi et une validation échouée ne consomme pas le solde.

Cas d'intégration

Couplage fibre et conception de l'optique de focalisation

Comparez d = 4λf/(πD) au diamètre de champ de mode d'une fibre ou à une taille de motif cible lorsque vous choisissez la lentille de focalisation et l'expansion du faisceau d'entrée.

Questions techniques

Quelles unités dois-je utiliser ?

Toute unité de longueur cohérente pour wavelength, focal_length et beam_diameter (mètres, millimètres, micromètres). Les champs spot_diameter et spot_radius renvoyés sont dans cette même unité. Exemple : λ = 6.328e-7 m, f = 0.1 m, D = 0.005 m donne d en mètres.

Que se passe-t-il si le diamètre du faisceau est zéro ?

La requête échoue avec invalid_input. Un diamètre de faisceau nul (ou non positif) diviserait par zéro dans d = 4λf/(πD). wavelength et focal_length doivent aussi être finis et strictement positifs ; les échecs de validation ne sont pas facturés.

Combien coûte le calculateur de taille de spot laser ?

L'outil du navigateur est gratuit. Les requêtes API utilisent le solde prépayé KIT à $0.002 par appel réussi ; une entrée invalide n'est pas facturée.

Consulter la documentation complète du KIT →

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Découpe, soudage et micro-usinage laser

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Tarifs

Erreurs

Notes techniques

Comment une lentille de focalisation fixe le diamètre de spot TEM00

Ce que vous envoyez et ce que vous recevez

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Cas d'intégration

Couplage fibre et conception de l'optique de focalisation

Questions techniques

merci