Обычно используемое определение качества луча включает радиус пятна в дальней зоне, расходимость в дальней зоне. angle, дифракционный предел кратный U, Streгл коэффициент, коэффициент M2 , включить отношение энергии поверхности цели или контура и т. д.

Качество луча - важный параметр лазера. Два общих выражения качества луча:BPP а также M2 который получены на основе той же физической концепции и могут быть преобразованы друг от друга. Качество лазерного луча важно, потому что это ключевая физическая величина, позволяющая судить о том, хорош лазер или нет, и в возможна прецизионная обработка. Для многих видов одномодовых выходных лазеров высококачественные лазеры обычно имеют очень высокое качество луча, соответствующее очень маленькомуM2, например 1.05 или 1.1. Кроме того, лазер может поддерживать хорошее качество луча на протяжении всего срока службы, а такжеM2 значение практически не изменилось. Для прецизионной лазерной обработки, высокое качестволуч лучше подходит для формовки, чтобы выполнять лазерную обработку плоской поверхности без повреждения подложки и без теплового эффекта. На практике,M2 в основном используется для твердотельных и газовых лазеров, а BPP в основном используется для волоконных лазеров при маркировке спецификаций лазеров.

Качество лазерного луча обычно выражается двумя параметрами: BPP а также M². M²часто пишется как M2. На следующем рисунке показано продольное распределение гауссова пучка, гдеW - радиус перетяжки пучка, θ половина расходимости в дальней зоне aиграть.

Конверсия БПП и M2

BPP (Продукт параметра луча) определяется как радиус талии W умножается на половина расходимости в дальней зоне aиграть θ:

         BPP = W × θ

В половина расходимости в дальней зоне aиграть θ гауссова пучка составляет:

        θ₀ = λ / πW₀

M² является отношением произведения параметров пучка к произведению параметров пучка основной моды гауссова пучка:

        M² =（W×θ）/（W₀×θ₀）= BPP /（λ / π）

Из приведенной выше формулы нетрудно найти, что BPP не зависит от длины волны, а M² также не имеет отношения к длине волны лазера. В основном они связаны с конструкцией резонатора и точностью сборки лазера.

Значение M² бесконечно близко к 1, что указывает на соотношение между реальными и идеальными данными. Когда реальные данные ближе к идеальным, качество луча лучше, то есть когдаM² чем ближе к 1, тем меньше соответствующий угол расходимости и лучше качество луча.

Измерение БПП и M2
Анализатор качества луча можно использовать для измерения качества луча. Качество луча также можно измерить с помощью комплексного анализатора света. Данные собираются из разных мест поперечного сечения лазера, а затем синтезируются встроенной программой для полученияM2. M2 не может быть измерен, если есть неправильная работа или ошибка измерения в процессе отбора проб. Для измерений высокой мощности необходима сложная система ослабления, чтобы поддерживать мощность лазера в пределах измеряемого диапазона и избегать любого повреждения поверхности обнаружения прибора.

Сердцевину оптического волокна и числовую апертуру можно оценить по рисунку выше. Для волоконных лазеров радиус перетяжки ω₀= диаметр сердцевины волокна / 2 = R, θ = грехα =α= NA (числовая апертура волокна).

Резюме BPP, M2, а также BEam Qутилитарность

Чем меньше BPP, тем лучше качество лазерного луча.

Для 1.08µм волоконных лазеров, M2 = 1, BPP = λ / π = 0,344 мм Мистеробъявление

На 10.6µm CO₂ лазеры, одна основная мода M2 = 1, BPP = 3.38 мм Мистеробъявление

Предполагая, что углы расхождения двух одиночных фундаментальный Режим лазеры (или многорежимный лазеры с такими же M2) одинаковы после фокусировки, фокусный диаметр СО₂ лазер в 10 раз больше, чем волоконный лазер.

Чем ближе M2 равно 1, тем лучше качество лазерного луча.

Когда лазерный луч находится в Gили распределение, близкое к гауссову, тем ближе M2 равно 1, чем ближе реальный лазер к идеальному гауссовскому лазеру, тем лучше качество луча.