在激光物理領域，數值孔徑的定義略有不同。激光光束在傳播過程中，發(fā)生角度很小的發(fā)散。在遠離光束最窄點的地方，光束的發(fā)散程度與傳播距離大致呈線性關系——相當于光束在“遠場”形成了一個圓錐。在這種情形下，數值孔徑的定義仍然是：
&6\&McmkX NA=nsinθ
I<QUvs%e 激光光束的并不是一個因受到光闌限制而產生的銳利圓錐，而是一個輻照度隨著離光束中心距離而逐漸降低的高斯光束。針對這種情況，激光物理學家們選擇用光束的發(fā)散程度來定義θ，也就是θ由光的傳播方向，以及輻照度降低到波前總輻照度1/e2時距光束中軸的距離決定。對于高斯激光束，其數值孔徑與激光最小束斑尺寸有關（其數值孔徑表示激光的發(fā)散程度，激光發(fā)散程度與激光最小光束直徑有關）：
N[
= I NA≃λ0/πw0,
8fqabR 其中λ0是激光在真空中的波長，2w0是光束最窄處的束斑直徑（相當于輻照度衰減到1/e2時的全寬）。這意味著聚焦在小束斑上的激光會很快發(fā)散，而束斑直徑較大的激光則能在很長的傳播距離中幾乎保持直徑不變。
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