La definición comúnmente utilizada de la calidad del haz incluye el radio del punto de campo lejano y la divergencia de campo lejano. angle, límite de difracción múltiple U, Strehl ratio, factor M2 , encendido relación de energía de la superficie o del circuito del objetivo, etc.

La calidad del haz es un parámetro importante del láser. Dos expresiones comunes de la calidad del haz sonBPP y M2 cuales se derivan sobre la base del mismo concepto físico y se pueden convertir de cada uno. La calidad del rayo láser es importante porque es una cantidad física clave para juzgar si el láser es bueno o no y si los se puede realizar un procesamiento de precisión. Para muchos tipos de láseres de salida monomodo, los láseres de alta calidad suelen tener una calidad de haz muy alta, lo que corresponde a un tamaño muy pequeño.M2, como 1.05 o 1.1. Además, el láser puede mantener una buena calidad de haz durante toda su vida útil, yM2 el valor casi no ha cambiado. Para mecanizado de precisión láser, alta calidad.Haz es más propicio para la conformación, para realizar mecanizados láser de superficie plana sin dañar el sustrato y sin efecto térmico. En la práctica,M2 se utiliza principalmente para láseres sólidos y de gas, mientras que BPP se utiliza principalmente para láseres de fibra al etiquetar las especificaciones de los láseres.

La calidad del rayo láser suele expresarse mediante dos parámetros: BPP y M². M²a menudo se escribe como M2. La siguiente figura muestra la distribución longitudinal del haz gaussiano, dondeW es el radio de la cintura de la viga y θ es la mitad de la divergencia de campo lejano angle.

Conversión de BPP y M2

BPP (Producto de parámetro de haz) se define como el radio de la cintura W multiplicado por mitad de divergencia de campo lejano angle θ:

         BPP = W × θ

los mitad de divergencia de campo lejano angle θ de haz gaussiano es:

        θ₀ = λ / πW₀

M² es la relación entre el producto del parámetro del haz y el producto del parámetro del haz del haz gaussiano en modo fundamental:

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

No es difícil encontrar en la fórmula anterior que BPP es independiente de la longitud de onda, mientras que M² tampoco está relacionado con la longitud de onda del láser. Están relacionados principalmente con el diseño de la cavidad y la precisión de montaje del láser.

El valor de M² está infinitamente cerca de 1, lo que indica la relación entre los datos reales y los datos ideales. Cuando los datos reales están más cerca de los datos ideales, la calidad del haz es mejor, es decir, cuandoM² está más cerca de 1, el ángulo de divergencia correspondiente es menor y la calidad del haz es mejor.

Medición de BPP y M2
El analizador de calidad del haz se puede utilizar para medir la calidad del haz. La calidad del haz también se puede medir utilizando un analizador de luz con una operación compleja. Los datos se recopilan de diferentes ubicaciones de la sección transversal del láser y luego se sintetizan mediante un programa integrado para producirM2. M2 no se puede medir si hay un mal funcionamiento o un error de medición en el proceso de muestreo. Para mediciones de alta potencia, se necesita un sofisticado sistema de atenuación para mantener la potencia del láser dentro de un rango medible y evitar cualquier daño en la superficie de detección del instrumento.

El núcleo de la fibra óptica y la apertura numérica se pueden estimar de acuerdo con la figura anterior. Para láseres de fibra, el radio de la cintura ω₀= diámetro del núcleo de la fibra / 2 = R, θ = pecadoα =α= N / A (apertura numérica de fibra).

Resumen de BPP, M2, y Beam Qcalidad

Cuanto menor sea el BPP, mejor calidad del rayo láser.

Por 1.08µm láseres de fibra, M2 = 1, BPP = λ / π = 0,344 milímetros señoranuncio

Para 10.6µm CO₂ láseres, modo fundamental único M2 = 1, BPP = 3.38 mm señoranuncio

Suponiendo que los ángulos de divergencia de dos simples fundamental modo láseres (o multimodo láseres con el mismo M2) son los mismos después de enfocar, el diámetro focal del CO₂ El láser es 10 veces mayor que el láser de fibra.

Cuanto más cerca M2 es a 1, mejor será la calidad del rayo láser.

Cuando el rayo láser está en Gdistribución australiana o distribución casi gaussiana, cuanto más cerca M2 es a 1, cuanto más cerca esté el láser real del láser gaussiano ideal, mejor será la calidad del haz.