intensiteitsverdeling

Intensiteitsverdeling verwijst naar hoe de stralingsintensiteit van een lichtbron of optisch veld is verdeeld in ruimte of over richtingen. In de ruimtelijke zin is I(x,y) de stralingsintensiteit per oppervlakte-eenheid op een vlak loodrecht op de voortplantingsrichting; in de angular zin kan de verdeling over hoeken worden beschreven als I(θ,φ). De totale uitgestraalde kracht heet flux Φ en kan worden berekend als Φ = ∬ I(x,y) dA of als Φ = ∫∫ I(θ,φ) dΩ, afhankelijk van de gebruikte variabelen.

Ruimtelijke verdelingen komen vaak voor bij bijvoorbeeld lasers en verlichtingssystemen. Een veelvoorkomend model is een Gaussische verdeling: I(r) = I0 exp(-2 r^2 / w^2), waarbij w de beam radius is op de locatie waar de intensiteit I is afgenomen tot I0/e^2. Een top-hatverdeling heeft daarentegen een vrijwel constante intensiteit binnen een bepaalde straal en valt daarna snel af. De ruimtelijke verdeling bepaalt samen met het oppervlak een bronflux en heeft invloed op de verlichtingsuniformiteit en de beeldkwaliteit.

Intensiteitsverdeling kan ook spectraal zijn, dat wil zeggen I(λ) beschrijft hoeveel vermogen per golflengte wordt uitgezonden. De spectrale verdeling is belangrijk voor kleurweergave en fotometrie; voor thermische bronnen volgt de verdeling uit Plancks wet. In toepassingen zoals verlichting en communicatie spelen zowel de ruimtelijke als de spectrale verdeling een cruciale rol bij ontwerp, kalibratie en prestatie-evaluatie.

Metingen van intensiteitsverdeling gebeurt met radiometrische detectors en beeldsensoren, waarmee 2D-kaarten van I(x,y) of I(λ) kunnen worden opgesteld. Ook wordt de beam quality vaak uitgedrukt met parameters zoals M^2 om afwijkingen van een ideaal Gaussiaans patroon te kwantificeren.