Intensitätsprofil

Intensitätsprofil beschreibt die räumliche Verteilung der Strahlungsintensität eines Lichtfeldes oder eines Teilchenstrahls über eine Fläche oder entlang einer Achse. Es gibt an, wie viel Energie pro Flächeneinheit in verschiedenen Bereichen des Strahls vorhanden ist. In der Optik wird das Intensitätsprofil oft als I(x,y) oder I(r) angegeben, gemessen in Watt pro Quadratmeter, und das Integral über eine Ebene entspricht der Gesamtleistung P des Strahls.

Formen des Profils variieren je nach Quelle. Häufige Profile sind Gaussian, Flat-top (flach), und Lorentzian. Bei vielen Laserstrahlen dominiert ein Gaussianprofil mit charakteristischem 1/e^2-Durchmesser w0 oder dem FWHM. Abweichungen durch Optik, endliche Aperturen oder Moden führen zu komplexeren Verteilungen. Radiale Profile I(r) beschreiben symmetrische Strahlen, während zwei-dimensionale Profile I(x,y) auch Asymmetrien berücksichtigen.

Die Charakterisierung erfolgt mit Messmethoden wie Kamerasystemen/Beamsensoren oder Linienabtastung. Wichtige Größen sind der 1/e^2-Durchmesser, der FWHM und der Modeninhalt. Bei radialsymmetrischen Strahlen genügt oft die Bestimmung von I(r) und daraus abgeleitete Parameter. Die Gesamtleistung ergibt sich aus P = ∫∫ I(x,y) dx dy.

Anwendungen umfassen die Beurteilung der Strahlqualität, die Optimierung optischer Systeme, die Planung von Beleuchtungsszenarien sowie die Analyse von Strahlverteilungen in Forschung und Industrie. Das Intensitätsprofil ist damit ein zentraler Begriff in Optik, Lasertechnik und Bildgebung.