일반적으로 사용되는 빔 품질 정의에는 원거리 스폿 반경, 원거리 발산이 포함됩니다. a각도, 회절 한계 배수 U, 스트레헐 비율, 요인 M2 , 전원 켜짐 대상 표면 또는 루프 에너지 비율 등

빔 품질은 레이저의 중요한 매개변수입니다. 빔 품질의 두 가지 일반적인 표현은 다음과 같습니다.BPP 그리고 M2 어느 동일한 물리적 개념을 기반으로 파생되며 변환될 수 있습니다. 서로에게서. 레이저 빔의 품질은 레이저가 좋은지 나쁜지를 판단하는 핵심 물리량이기 때문에 중요합니다. NS 정밀 가공이 가능합니다. 많은 종류의 단일 모드 출력 레이저의 경우 고품질 레이저는 일반적으로 매우 작은 빔 품질에 해당하는 매우 높은 빔 품질을 갖습니다.M2, 예: 1.05 또는 1.1. 또한, 레이저는 서비스 수명 내내 우수한 빔 품질을 유지할 수 있으며,M2 값은 거의 변하지 않습니다. 레이저 정밀 가공을 위한 고품질빔 기판을 손상시키지 않고 열 효과없이 평평한 상단 레이저 가공을 수행하기 위해 성형에 더 도움이됩니다. 실제로,M2 고체 및 기체 레이저에 주로 사용되는 반면 BPP 레이저 사양을 표시할 때 주로 파이버 레이저에 사용됩니다.

레이저 빔 품질은 일반적으로 두 가지 매개변수로 표현됩니다. BPP 그리고 M². M²종종 다음과 같이 쓰여진다. M2. 다음 그림은 가우스 빔의 세로 분포를 보여줍니다. 여기서W 는 빔 허리 반경이고 θ 원거리 발산 절반입니다 a앵글.

BPP의 변환 및 M2

BPP (빔 매개변수 제품) 허리 반경으로 정의 W 곱한 원거리 발산 절반 a각도 θ:

         BPP = W × θ

NS 원거리 발산 절반 a각도 θ 가우스 빔은 다음과 같습니다.

        θ₀ = λ / πW₀

M² 기본 모드 가우스 빔의 빔 매개변수 곱에 대한 빔 매개변수 곱의 비율:

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

위의 공식에서 다음을 찾는 것은 어렵지 않습니다. BPP 파장에 독립적인 반면 M² 또한 레이저 파장과 관련이 없습니다. 그들은 주로 레이저의 캐비티 설계 및 조립 정확도와 관련이 있습니다.

의 가치 M² 실제 데이터와 이상적인 데이터 간의 비율을 나타내는 1에 무한히 가깝습니다. 실제 데이터가 이상적인 데이터에 가까울수록 빔 품질이 더 좋습니다.M² 1에 가까울수록 해당 발산각이 작아지고 빔 품질이 더 좋습니다.

측정 BPP 및 M2
빔 품질 분석기를 사용하여 빔 품질을 측정할 수 있습니다. 빔 품질은 복잡한 조작의 광 분석기를 사용하여 측정할 수도 있습니다. 데이터는 레이저 단면의 다른 위치에서 수집된 다음 내장 프로그램에 의해 합성되어M2. M2 샘플링 과정에서 오작동이나 측정 오류가 있는 경우 측정할 수 없습니다. 고출력 측정의 경우 레이저 출력을 측정 가능한 범위 내로 유지하고 기기 감지 표면의 손상을 방지하기 위해 정교한 감쇠 시스템이 필요합니다.

광섬유 코어와 개구수는 위 그림과 같이 추정할 수 있습니다. 파이버 레이저의 경우 허리 반경 ω₀= 섬유 코어 직경 /2 = R, θ = 죄α =α= 없음 (섬유의 개구수).

BPP 요약, M2, 그리고 B엄 Q실용성

BPP가 작을수록 좋습니다. 레이저 빔 품질.

1.08의 경우µm 파이버 레이저, M2 = 1, BPP = λ / 파이 = 0.344mm 씨기원 후

10분.6µm CO₂ 레이저, 단일 기본 모드 M2 = 1, BPP = 3.삼8 mm 씨기원 후

두 개의 단일 발산각이 있다고 가정하면 근본적인 방법 레이저 (또는 다중 모드 같은 레이저 M2) 초점을 맞춘 후 동일하며, CO의 초점 직경₂ 레이저는 파이버 레이저의 10배입니다.

더 가까이 M2 1이면 레이저 빔 품질이 더 좋습니다.

레이저빔이 들어오면 G호주 분포 또는 가우스 분포에 가까울수록 M2 가 1이면 실제 레이저가 이상적인 가우스 레이저에 가까울수록 빔 품질이 더 좋습니다.