ガウシアンビーム
自由空間を伝播するガウシアンビームにおいては、スポットサイズ(半径) w(z) はビームウェストとよばれる光軸上のある点で最小値 w0 をとる。波長 λ のビームの、ビームウェストから光軸にそって距離 z の点におけるスポットサイズは以下のように与えられる。
w ( z ) = w 0 1 + ( z z R ) 2 {\displaystyle w(z)=w_{0}\,{\sqrt {1+{\left({\frac {z}{z_{\mathrm {R} }}}\right)}^{2}}}}
ここで z-軸の原点はビームウェストと一致するようにとることとし、
z R = π w 0 2 λ {\displaystyle z_{\mathrm {R} }={\frac {\pi w_{0}^{2}}{\lambda }}}
はレイリー範囲と呼ばれる量である。