Для решения задачи необходимо рассмотреть, как изменение диаметра выходного окна установки и угла расходимости луча повлияет на величину экспозиции лазерного излучения.

Шаг 1: Понимание экспозиции лазерного излучения

Экспозиция лазерного излучения (E) определяется как энергия, приходящаяся на единицу площади, и может быть рассчитана по формуле:

E = P / S,

где P - мощность лазера, а S - площадь, на которую распределяется эта мощность.

Шаг 2: Изменение диаметра выходного окна

• При увеличении диаметра выходного окна с 1 мм до 2 мм, площадь выходного окна изменится. Площадь S может быть рассчитана по формуле для круга:

S = π * (d/2)²,

где d - диаметр. Таким образом:

• Для d = 1 мм: S1 = π * (1/2)² = π * (0.5)² = π/4 ≈ 0.785 мм².
• Для d = 2 мм: S2 = π * (2/2)² = π * (1)² = π ≈ 3.14 мм².

Таким образом, площадь увеличилась в 4 раза.

Шаг 3: Увеличение угла расходимости луча

• Увеличение угла расходимости луча в 2 раза приведет к тому, что луч будет распространяться шире, и, следовательно, на расстоянии R = 2,5 м он займет большую площадь.
• Угол расходимости также влияет на распределение мощности на этой площади. Если угол увеличивается, то луч будет занимать большую площадь, что также снизит величину экспозиции.

Шаг 4: Итоговое изменение экспозиции

• Увеличение диаметра выходного окна увеличивает площадь, на которую распределяется мощность, что ведет к увеличению экспозиции.
• Однако увеличение угла расходимости в 2 раза приводит к увеличению площади, что снижает экспозицию.

Шаг 5: Заключение

В результате, в зависимости от соотношения между увеличением площади из-за диаметра выходного окна и увеличением площади из-за угла расходимости, можно сделать вывод, что:

• Если увеличение площади из-за диаметра окна (в 4 раза) превышает увеличение площади из-за угла расходимости, то экспозиция увеличится.
• Если же увеличение угла расходимости значительно больше, то экспозиция может уменьшиться.

Таким образом, для точного ответа необходимо знать, насколько именно увеличивается площадь из-за угла расходимости, чтобы окончательно оценить, как изменится величина экспозиции лазерного излучения.