瑞利距离

在光學及雷射科學中，瑞利距离或瑞利长度（Rayleigh length）或瑞利範圍（Rayleigh range）是指光束沿著其行進方向，從其腰部到其面积為腰部面积兩倍的截面的距離，此时截面半径约为 倍的腰部半径。另一個相關的參數為共焦參數（confocal parameter）b，恰為瑞利距离的兩倍。當用高斯光束來做為光束模型時，瑞利距离是相當重要的參數。

說明

對於在自由空间下，沿著軸前進的高斯光束，其瑞利距离為

其中
為波長
為腰部，也就是光束最窄處的軸向大小，上式和以下的公式都假設光束的腰部不是特別的小，滿足的關係Siegman (1986) p. 630.。

光束在距腰部距離位置的半徑為

依定義，的最小值出現在。在距腰部的位置，光束直徑變為腰部的倍，截面積則變為2倍。

相關物理量
高斯光束以弧度表示的總角度分佈，和瑞利距离有以下的關係

光束在腰部的可以用下式表示

.

以上公式在近軸近似的條件下有限。若光束的發散程度過於嚴重，無法再適用高斯光束模型，需要用物理光學的分析方式求解。
相關條目
 光束發散度

 高斯函数
 電磁波方程式
 約翰·斯特拉特，第三代瑞利男爵

 焦深

參考資料

Rayleigh length  RP Photonics Encyclopedia of Optics

Category:光學