ビーム品質の一般的に使用される定義には、遠方界スポット半径、遠方界発散が含まれます angle、回折限界複数 U、Strehl 比率、係数 M2 , 電源オン ターゲット表面またはループエネルギー比など。

ビーム品質はレーザーの重要なパラメーターです。ビーム品質の2つの一般的な表現は次のとおりです。BPP と M2 どれの 同じ物理的概念に基づいて導出され、変換することができます 互いに。レーザービームの品質は、レーザーが良好かどうか、およびレーザーが良好かどうかを判断するための重要な物理量であるため、重要です。 NS 精密加工が可能です。多くの種類のシングルモード出力レーザーの場合、高品質のレーザーは通常、非常に小さいビーム品質に対応する非常に高いビーム品質を持っています。M2、1.05や1.1など。さらに、レーザーは耐用年数を通じて良好なビーム品質を維持でき、M2 値はほとんど変わりません。レーザー加工用、高品質ビーム 基板を損傷することなく、また熱の影響なしにフラットトップレーザー加工を実行するために、成形をより助長します。実際には、M2 主に固体およびガスレーザーに使用されますが、 BPP レーザーの仕様にラベルを付ける際に、主にファイバーレーザーに使用されます。

レーザービームの品質は通常、次の2つのパラメーターで表されます。 BPP と M². M²多くの場合、次のように書かれています M2。次の図は、ガウスビームの縦方向の分布を示しています。W はビームウエスト半径であり、 θ 遠方界の発散の半分です angle。

BPPの変換と M2

BPP (ビームパラメータ製品) ウエスト半径として定義されます W 掛ける 遠方界発散の半分 angle θ:

         BPP = W × θ

NS 遠方界発散の半分 angle θ ガウスビームのは次のとおりです。

        θ₀ = λ / πW₀

M² は、基本モードのガウスビームのビームパラメータ積に対するビームパラメータ積の比率です。

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

上記の式から、次のことを見つけるのは難しくありません。 BPP は波長に依存しませんが、 M² また、レーザーの波長とは関係ありません。これらは主に、レーザーのキャビティ設計と組み立て精度に関連しています。

の値 M² は1に無限に近く、実際のデータと理想的なデータの比率を示します。実際のデータが理想的なデータに近いほど、ビーム品質は向上します。M² が1に近いほど、対応する発散角が小さくなり、ビーム品質が向上します。

計測 BPPと M2
ビーム品質アナライザーを使用して、ビーム品質を測定できます。ビーム品質は、複雑な操作の光アナライザーを使用して測定することもできます。データはレーザー断面のさまざまな場所から収集され、組み込みプログラムによって合成されて生成されますM2. M2 サンプリングの過程で誤動作や測定誤差があると測定できません。高出力測定の場合、レーザー出力を測定可能な範囲内に維持し、機器の検出面の損傷を回避するために、高度な減衰システムが必要です。

光ファイバーコアと開口数は上図から推定できます。ファイバーレーザーの場合、ウエスト半径 ω₀=ファイバーコア径/ 2 = R, θ = 罪α =α= NA （ファイバーの開口数）.

BPPの概要, M2, と Beam Quality

BPPが小さいほど良い レーザービームの品質。

1.08の場合µmファイバーレーザー、 M2 = 1、 BPP = λ /π = 0.344 mm 氏広告

10の場合.6µm CO₂ レーザー、シングルファンダメンタルモード M2 = 1、 BPP = 3.38 んん 氏広告

2つのシングルの発散角を仮定します 基本的 モード レーザー （またはマルチモード 同じレーザー M2) 焦点を合わせた後も同じで、COの焦点径₂ レーザーはファイバーレーザーの10倍です。

近い M2 が1の場合、レーザービームの品質が向上します。

レーザービームが入っているとき Gオーストラリア分布またはガウス分布に近いほど、 M2 が1に近いほど、実際のレーザーが理想的なガウスレーザーに近いほど、ビーム品質は向上します。