Định nghĩa thường được sử dụng về chất lượng chùm bao gồm bán kính điểm trường xa, phân kỳ trường xa angle, bội số giới hạn nhiễu xạ U, Strehl tỷ lệ, hệ số M2 , bật nguồn bề mặt mục tiêu hoặc tỷ lệ năng lượng vòng lặp, v.v.

Chất lượng chùm tia là một thông số quan trọng của tia laser. Hai biểu thức phổ biến của chất lượng chùm làBPP và M2 cái mà được bắt nguồn dựa trên cùng một khái niệm vật lý và có thể được chuyển đổi từ nhau. Chất lượng chùm tia laze rất quan trọng vì nó là đại lượng vật lý quan trọng để đánh giá liệu tia laze có tốt hay không và liệu NS gia công chính xác có thể được thực hiện. Đối với nhiều loại laser đầu ra đơn mode, laser chất lượng cao thường có chất lượng chùm rất cao, tương ứng với mộtM2, chẳng hạn như 1,05 hoặc 1,1. Hơn nữa, tia laser có thể duy trì chất lượng chùm tia tốt trong suốt thời gian sử dụng, vàM2 giá trị hầu như không thay đổi. Để gia công chính xác bằng laser, chất lượng caochùm tia thuận lợi hơn cho việc tạo hình, để thực hiện gia công bằng laser mặt phẳng mà không làm hỏng bề mặt nền và không có hiệu ứng nhiệt. Trong thực tế,M2 chủ yếu được sử dụng cho laser rắn và khí, trong khi BPP hầu hết được sử dụng cho laser sợi quang khi ghi nhãn thông số kỹ thuật của laser.

Chất lượng chùm tia laze thường được biểu thị bằng hai tham số: BPP và M². M²thường được viết là M2. Hình sau đây cho thấy sự phân bố theo chiều dọc của chùm Gauss, trong đóW là bán kính eo chùm và θ là một nửa phân kỳ trường xa angle.

Chuyển đổi BPP và M2

BPP (Sản phẩm tham số chùm) được định nghĩa là bán kính eo W nhân với phân kỳ trường xa một nửa angle θ:

         BPP = W × θ

Các phân kỳ trường xa một nửa angle θ của chùm Gaussian là:

        θ₀ = λ / πW₀

M² là tỷ số giữa tích tham số chùm với tích tham số chùm của chùm Gaussian ở chế độ cơ bản:

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

Không khó để tìm thấy từ công thức trên rằng BPP không phụ thuộc vào bước sóng, trong khi M² cũng không liên quan đến bước sóng laser. Chúng chủ yếu liên quan đến thiết kế khoang và độ chính xác lắp ráp của laser.

Giá trị của M² gần vô hạn với 1, cho biết tỷ lệ giữa dữ liệu thực và dữ liệu lý tưởng. Khi dữ liệu thực gần với dữ liệu lý tưởng, chất lượng chùm tia sẽ tốt hơn, tức là khiM² càng gần 1 thì góc phân kỳ tương ứng càng nhỏ và chất lượng chùm tia tốt hơn.

Đo đạc của BPP và M2
Máy phân tích chất lượng chùm tia có thể được sử dụng để đo chất lượng chùm tia. Chất lượng chùm tia cũng có thể được đo bằng cách sử dụng máy phân tích ánh sáng với hoạt động phức tạp. Dữ liệu được thu thập từ các vị trí khác nhau của mặt cắt laser và sau đó được tổng hợp bằng một chương trình tích hợp để sản xuấtM2. M2 không thể đo được nếu có sai sót hoặc sai số đo trong quá trình lấy mẫu. Đối với các phép đo công suất cao, cần có hệ thống suy hao tinh vi để giữ công suất laser trong phạm vi có thể đo được và tránh bất kỳ hư hỏng nào của bề mặt phát hiện thiết bị.

Lõi sợi quang và khẩu độ số có thể được ước tính theo hình trên. Đối với laser sợi quang, bán kính eo ω₀= đường kính lõi sợi / 2 = R, θ = tộiα =α= NA (khẩu độ số của sợi quang).

Tóm tắt về BPP, M2, và Beam Qđẹp đẽ

BPP càng nhỏ càng tốt chất lượng chùm tia laze.

Đối với 1,08µm laser sợi quang, M2 = 1, BPP = λ / π = 0,344 mm Ôngquảng cáo

Đối với 10.6µm CO₂ laser, chế độ cơ bản duy nhất M2 = 1, BPP = 3.38 mm Ôngquảng cáo

Giả sử rằng góc phân kỳ của hai đơn cơ bản chế độ tia laze (hoặc nhiều chế độ laser với cùng một M2) giống nhau sau khi lấy nét, đường kính tiêu điểm của CO₂ laser gấp 10 lần laser sợi quang.

Gần gũi hơn M2 là 1, chất lượng chùm tia laser càng tốt.

Khi chùm tia laze ở trong Gphân phối aussian hoặc phân phối gần Gaussian, càng gần M2 là 1, tia laser thực tế càng gần với tia laser Gaussian lý tưởng thì chất lượng chùm tia càng tốt.