ガウシアンビーム
前節でエルミートガウスモードで空間伝搬する光の空間分布に関して説明してきた。
エルミート多項式の添え字（ｎ、ｍ）で分類される光伝搬モードのうち、ｎ＝ｍ＝０の空間伝搬モードをガウシアンビームと呼ぶ。
ここでは、そのガウシアンビームに関して議論を進めていく。 x^2+y^2=r^2とおくと
となる。これをガウシアンビームという。ｚ＝ｚ０でガウシアンビームの波面が平面になるものとすると、W=2（ｚ＋C）/（ik）
なので、
とかけて、
となる。ζ０はレイリーレンジと呼ばれている。ｚ＝ｚ０の面をビームウェスト、ｗ０をウェスト半径、直径２ｗ０をスポットサイズという。
ビーム広がり角
ここで、ｚ>>ζ０のとき、
ビームウェストから遠く離れた位置でのガウシアンビームの広がり角である。
ビームの広がりの指向性を考えると、短波長ほど、さらに、ビームウェストが大きいほど、広がり角が小さく指向性が小さい。
焦点深度
さらに、ビームウェストが最小半径ｗ０の√２倍になる範囲を焦点深度（Depth of Focus；DOF）という。
とあらわされる。つまり、長波長でウェストの小さいビームほど焦点面が明確になる。このふるまいはビームの指向性とは逆である。
波面曲率半径
さらに、位相項（指数関数の引数の虚部）に着目すると、
となるが、平面からのずれを表す位相量を⊿ｚとすると、上記の第一項がikzが平面波なので、
下の図に示すように平面と球面波からのずれ量⊿ｚ＝ｒ＾２/２Rなので、位相項と比較することによって以下の式
のように曲率を表すことができる。
式の変形（Guoy位相：グイ位相）
ガウシアンビームの表式を曲率半径R（ｚ）とビームウェストｗ（ｚ）を用いて書きなおすと、
とかける。ここで言うφ（ｚ）は位相の遅れとしてGuoy位相（グイ位相）と呼ばれる。
光パワー
ガウシアンビームによって運ばれる光パワーは
となり、半径ａの領域に含まれるパワーの比率は、
となる。下の計算結果が、波長0.8umで最小ビーム半径5umのときの横軸ビーム断面半径ａないに含まれるパワー比率である。
