Definiția folosită în mod obișnuit a calității fasciculului include raza spotului în câmp îndepărtat, divergența câmpului îndepărtat angle, limita de difracție multiplă U, Strehl raport, factor M2 , aprinde suprafața țintă sau raportul de energie al buclei etc.

Calitatea fasciculului este un parametru important al laserului. Două expresii comune ale calității fasciculului suntBPP și M2 care sunt derivate pe baza aceluiași concept fizic și pot fi convertite unul de altul. Calitatea fasciculului laser este importantă deoarece este o cantitate fizică cheie pentru a judeca dacă laserul este bun sau nu și dacă cel pot fi efectuate prelucrari de precizie. Pentru multe tipuri de lasere de ieșire monomod, laserele de înaltă calitate au, de obicei, o calitate foarte înaltă a fasciculului, corespunzând unui nivel foarte mic.M2, cum ar fi 1.05 sau 1.1. Mai mult, laserul poate menține o calitate bună a fasciculului pe toată durata de viață șiM2 valoarea este aproape neschimbată. Pentru prelucrare cu laser de precizie, de înaltă calitategrindă este mai favorabil modelării, astfel încât să se efectueze prelucrarea cu laser cu vârf plat fără a deteriora substratul și fără efect termic. In practica,M2 este folosit mai ales pentru laserele solide și cu gaz, în timp ce BPP este folosit mai ales pentru laserele cu fibră la etichetarea specificațiilor laserelor.

Calitatea fasciculului laser este de obicei exprimată prin doi parametri: BPP și M². M²este adesea scris ca M2. Următoarea figură arată distribuția longitudinală a fasciculului gaussian, undeW este raza taliei fasciculului și θ este jumătatea divergenței câmpului îndepărtat angle.

Conversia BPP și M2

BPP (Fascicul Parametru Produs) este definit ca raza taliei W înmulțit cu jumătate de divergență în câmp îndepărtat angle θ:

         BPP = W × θ

The jumătate de divergență în câmp îndepărtat angle θ al fasciculului gaussian este:

        θ₀ = λ / πW₀

M² este raportul dintre produsul parametru al fasciculului și produsul parametru al fasciculului al fasciculului gaussian al modului fundamental:

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

Nu este greu de găsit din formula de mai sus că BPP este independent de lungimea de undă, în timp ce M² nici nu are legătură cu lungimea de undă laser. Acestea sunt legate în principal de proiectarea cavității și precizia de asamblare a laserului.

Valoarea a M² este infinit aproape de 1, indicând raportul dintre datele reale și datele ideale. Când datele reale sunt mai aproape de datele ideale, calitatea fasciculului este mai bună, adică cândM² este mai aproape de 1, unghiul de divergență corespunzător este mai mic, iar calitatea fasciculului este mai bună.

Măsurare de BPP și M2
Analizorul de calitate a fasciculului poate fi utilizat pentru a măsura calitatea fasciculului. Calitatea fasciculului poate fi măsurată și prin utilizarea analizorului de lumină cu operare complexă. Datele sunt colectate din diferite locații ale secțiunii transversale laser și apoi sunt sintetizate printr-un program încorporat pentru a produceM2. M2 nu poate fi măsurat dacă există o funcționare greșită sau o eroare de măsurare în procesul de eșantionare. Pentru măsurători de putere mare, este necesar un sistem de atenuare sofisticat pentru a menține puterea laserului într-un interval măsurabil și pentru a evita orice deteriorare a suprafeței de detectare a instrumentului.

Miezul fibrei optice și deschiderea numerică pot fi estimate conform figurii de mai sus. Pentru laserele cu fibră, raza taliei ω₀= diametrul miezului fibrei /2 = R, θ = păcatα =α= N / A (apertura numerică a fibrei).

Rezumatul BPP, M2, și Beam Qualitate

Cu cât BPP este mai mic, cu atât mai bine calitatea fasciculului laser.

Pentru 1.08µlasere cu fibră m, M2 = 1, BPP = λ / π = 0,344 mm Domnulanunț

Pentru 10.6µm CO₂ lasere, mod fundamental unic M2 = 1, BPP = 3.38 mm Domnulanunț

Presupunând că unghiurile de divergență a două singure fundamental modul lasere (sau multi-mod lasere cu aceleasi M2) sunt aceleași după focalizare, diametrul focal al CO₂ laserul este de 10 ori mai mare decât laserul cu fibră.

Aproape M2 este la 1, cu atât calitatea fasciculului laser este mai bună.

Când raza laser este introdusă Gdistribuție aussiană sau aproape de distribuție Gaussiană, cu atât este mai aproape M2 este de 1, cu cât laserul real este mai aproape de laserul gaussian ideal, cu atât calitatea fasciculului este mai bună.