คำจำกัดความของคุณภาพลำแสงที่ใช้กันทั่วไปรวมถึงรัศมีสปอตในสนามไกล ความแตกต่างของสนามไกล angle ขีด จำกัด การเลี้ยวเบนหลายตัว U, สเตรhl อัตราส่วน ตัวประกอบ M2 , เปิดเครื่อง พื้นผิวเป้าหมายหรืออัตราส่วนพลังงานลูป ฯลฯ

คุณภาพของลำแสงเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญของเลเซอร์ การแสดงคุณภาพลำแสงทั่วไปสองแบบคือBPP และ M2 ที่ ได้มาจากแนวคิดทางกายภาพเดียวกันและสามารถแปลงได้ จากกันและกัน. คุณภาพของลำแสงเลเซอร์มีความสำคัญเนื่องจากเป็นปริมาณทางกายภาพที่สำคัญในการตัดสินว่าเลเซอร์นั้นดีหรือไม่และ NS การประมวลผลที่แม่นยำสามารถทำได้ สำหรับเลเซอร์เอาท์พุตแบบโหมดเดียวหลายประเภท เลเซอร์คุณภาพสูงมักจะมีคุณภาพของลำแสงที่สูงมาก ซึ่งสอดคล้องกับเลเซอร์ที่มีขนาดเล็กมากM2เช่น 1.05 หรือ 1.1 นอกจากนี้ เลเซอร์ยังสามารถรักษาคุณภาพของลำแสงได้ดีตลอดอายุการใช้งาน และM2 มูลค่าแทบไม่เปลี่ยนแปลง สำหรับการตัดเฉือนด้วยเลเซอร์ที่แม่นยำ คุณภาพสูงบีม เอื้อต่อการสร้างรูปร่างมากขึ้น เพื่อดำเนินการตัดเฉือนด้วยเลเซอร์บนแบนราบโดยไม่ทำลายพื้นผิวและไม่มีผลกระทบจากความร้อน ในทางปฏิบัติM2 ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับเลเซอร์ของแข็งและก๊าซในขณะที่ BPP ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับไฟเบอร์เลเซอร์เมื่อติดฉลากคุณสมบัติของเลเซอร์

คุณภาพของลำแสงเลเซอร์มักจะแสดงด้วยสองพารามิเตอร์: BPP และ M². M²มักเขียนว่า M2. รูปต่อไปนี้แสดงการกระจายตามยาวของคานแบบเกาส์เซียนโดยที่W คือรัศมีเอวคานและ θ คือความแตกต่างครึ่งหนึ่งในสนามไกล aงอล

การแปลง BPP และ M2

BPP (สินค้าพารามิเตอร์ลำแสง) ถูกกำหนดเป็นรัศมีรอบเอว W คูณด้วย ฟาร์-ฟิลด์ไดเวอร์เจนซ์ half aงอล θ:

         BPP = W × θ

NS ฟาร์-ฟิลด์ไดเวอร์เจนซ์ half aงอล θ ของคานแบบเกาส์เซียนคือ:

        θ₀ = λ / πW₀

M² คืออัตราส่วนของผลิตภัณฑ์พารามิเตอร์ลำแสงต่อผลิตภัณฑ์พารามิเตอร์ลำแสงของโหมดพื้นฐาน คาน Gaussian:

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

หาได้ไม่ยากจากสูตรข้างต้นที่ว่า BPP เป็นอิสระจากความยาวคลื่นในขณะที่ M² ยังไม่เกี่ยวข้องกับความยาวคลื่นเลเซอร์ ส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับการออกแบบโพรงและความแม่นยำในการประกอบของเลเซอร์

คุณค่าของ M² ใกล้เคียงกับ 1 อย่างไม่สิ้นสุด ซึ่งแสดงถึงอัตราส่วนระหว่างข้อมูลจริงกับข้อมูลในอุดมคติ เมื่อข้อมูลจริงอยู่ใกล้กับข้อมูลในอุดมคติ คุณภาพของลำแสงจะดีกว่า นั่นคือเมื่อM² เข้าใกล้ 1 มากขึ้น มุมไดเวอร์เจนซ์ที่สอดคล้องกันจะเล็กกว่า และคุณภาพของลำแสงก็ดีกว่า

การวัด ของ BPP และ M2
สามารถใช้เครื่องวิเคราะห์คุณภาพลำแสงเพื่อวัดคุณภาพลำแสงได้ คุณภาพของลำแสงสามารถวัดได้โดยใช้เครื่องวิเคราะห์แสงที่มีการทำงานที่ซับซ้อน ข้อมูลจะถูกรวบรวมจากตำแหน่งต่างๆ ของหน้าตัดเลเซอร์ จากนั้นจึงสังเคราะห์โดยโปรแกรมในตัวเพื่อผลิตM2. M2 ไม่สามารถวัดได้หากมีการทำงานผิดพลาดหรือข้อผิดพลาดในการวัดในกระบวนการสุ่มตัวอย่าง สำหรับการวัดกำลังสูง จำเป็นต้องมีระบบลดทอนที่ซับซ้อนเพื่อให้กำลังแสงเลเซอร์อยู่ในช่วงที่สามารถวัดได้ และหลีกเลี่ยงความเสียหายใดๆ ของพื้นผิวการตรวจจับเครื่องมือ

แกนใยแก้วนำแสงและรูรับแสงเป็นตัวเลขสามารถประมาณได้ตามรูปด้านบน สำหรับไฟเบอร์เลเซอร์ รัศมีรอบเอว ω₀= เส้นผ่านศูนย์กลางแกนไฟเบอร์ /2 = R, θ = บาปα =α= NA (รูรับแสงที่เป็นตัวเลขของไฟเบอร์).

สรุป BPP, M2, และ Beam Qความเป็นตัวตน

BPP ที่เล็กลงยิ่งดี คุณภาพของลำแสงเลเซอร์

สำหรับ 1.08µเอ็มไฟเบอร์เลเซอร์, M2 = 1, BPP = λ / พาย = 0.344 มม. นายโฆษณา

สำหรับ 10.6µm CO₂ เลเซอร์โหมดพื้นฐานเดียว M2 = 1, BPP = 3.38 มม นายโฆษณา

สมมติว่ามุมไดเวอร์เจนซ์ของสองซิงเกิ้ล พื้นฐาน โหมด เลเซอร์ (หรือหลายโหมด เลเซอร์เหมือนกัน M2) เท่ากันหลังจากโฟกัส เส้นผ่านศูนย์กลางโฟกัสของCO₂ เลเซอร์เป็น 10 เท่าของไฟเบอร์เลเซอร์

ใกล้ชิด M2 อยู่ที่ 1 ยิ่งคุณภาพลำแสงเลเซอร์ยิ่งดี

เมื่อลำแสงเลเซอร์อยู่ใน Gการกระจายแบบออสเซียนหรือการกระจายแบบเกาส์เซียนยิ่งใกล้ M2 เท่ากับ 1 ยิ่งเลเซอร์จริงอยู่ใกล้กับเลเซอร์เกาส์เซียนในอุดมคติมากเท่าใด คุณภาพของลำแสงก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น