forma de haz gaussiano

Un haz gaussiano tiene un ancho que cambia con la distancia debido a la difracción , que es un efecto que tiene lugar en cualquier fenómeno ondulatorio. Tiene una descripción bastante similar al principio de incertidumbre de Heisenberg en QM si está familiarizado con eso. Es decir, como la posición en el$x$y$y$direcciones (con el eje óptico apuntando en el$z$dirección) se vuelve muy bien definido, las frecuencias espaciales (básicamente lo mismo que el momento) en el$x$y$y$las direcciones se vuelven muy mal definidas. Esto significa que cuanto más enfocas un haz, más tenderá a expandirse. Entonces, si hace algo para tratar de hacer converger un haz gaussiano en un punto, la difracción competirá contra usted y se quedará con un tamaño de punto más pequeño distinto de cero.

No tiene nada que ver con los detalles de cómo hace que el haz sea más estrecho (por ejemplo, la lente), sino que es solo una consecuencia de la óptica de ondas. Si desea ver las matemáticas detrás de esto, eche un vistazo a la ecuación de onda paraxial que describe las ondas que viajan principalmente en 1 dirección, como un haz gaussiano en el$z$dirección. Encontrará que no hay soluciones para esa ecuación con un ancho de haz cero, excepto por la solución trivial donde la amplitud es cero en todas partes.