يشمل التعريف الشائع لجودة الحزمة نصف قطر النقطة للمجال البعيد ، والتباعد في المجال البعيد angle ، حيود حد مضاعف U، ستريhl نسبة عامل M2 , تشغيل النسبة المستهدفة للطاقة السطحية أو الحلقة ، إلخ.

جودة الشعاع هي معلمة مهمة لليزر. هناك تعبيران شائعان عن جودة الحزمةBPP و M2 أي مشتقة على أساس نفس المفهوم المادي ويمكن تحويلها من بعضهما البعض. تعد جودة شعاع الليزر مهمة لأنها كمية مادية أساسية للحكم على ما إذا كان الليزر جيدًا أم لا وما إذا كان ال يمكن إجراء معالجة دقيقة. بالنسبة للعديد من أنواع ليزر الإخراج أحادي الوضع ، عادةً ما يكون لليزر عالي الجودة جودة شعاع عالية جدًا ، بما يتوافق مع حجم صغير جدًاM2، مثل 1.05 أو 1.1. علاوة على ذلك ، يمكن لليزر الحفاظ على جودة شعاع جيدة طوال فترة خدمته ، وM2 القيمة لم تتغير تقريبًا. لتصنيع دقيق بالليزر ، جودة عاليةالحزم أكثر ملاءمة للتشكيل ، وذلك لإجراء معالجة ليزر مسطحة السطح دون إتلاف الركيزة وبدون تأثير حراري. في التمرين،M2 يستخدم في الغالب للليزر الصلب والغاز ، بينما BPP يستخدم في الغالب لألياف الليزر عند وضع العلامات على مواصفات الليزر.

عادة ما يتم التعبير عن جودة شعاع الليزر بواسطة معلمتين: BPP و M². M²غالبًا ما يتم كتابته كـ M2. يوضح الشكل التالي التوزيع الطولي للحزمة الغاوسية ، حيثW هو شعاع نصف قطر الخصر و θ هو نصف تباعد المجال البعيد angle.

تحويل BPP و M2

BPP (منتج معلمة الشعاع) يعرف بأنه نصف قطر الخصر W مضروبا نصف تباعد المجال البعيد angle θ:

         BPP = W × θ

ال نصف تباعد المجال البعيد angle θ شعاع غاوسي هو:

        θ₀ = λ / πW₀

M² هي نسبة منتج معلمة الحزمة إلى منتج معلمة الحزمة للحزمة الغاوسية للوضع الأساسي:

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

ليس من الصعب العثور على ذلك من الصيغة أعلاه BPP مستقل عن الطول الموجي ، بينما M² لا يرتبط أيضًا بطول موجة الليزر. ترتبط بشكل أساسي بتصميم التجويف ودقة تجميع الليزر.

قيمة ال M² قريب بلا حدود من 1 ، مما يشير إلى النسبة بين البيانات الحقيقية والبيانات المثالية. عندما تكون البيانات الحقيقية أقرب إلى البيانات المثالية ، تكون جودة الحزمة أفضل ، أي متىM² أقرب إلى 1 ، وزاوية التباعد المقابلة أصغر ، وجودة الحزمة أفضل.

قياس من BPP و M2
يمكن استخدام محلل جودة الشعاع لقياس جودة الحزمة. يمكن أيضًا قياس جودة الشعاع باستخدام محلل الضوء مع التشغيل المعقد. يتم جمع البيانات من مواقع مختلفة من المقطع العرضي لليزر ثم يتم تجميعها بواسطة برنامج مدمج لإنتاجهاM2. M2 لا يمكن قياسه إذا كان هناك خطأ في التشغيل أو خطأ في القياس في عملية أخذ العينات. لقياسات الطاقة العالية ، هناك حاجة إلى نظام توهين متطور للحفاظ على قوة الليزر ضمن نطاق قابل للقياس وتجنب أي تلف في سطح اكتشاف الجهاز.

يمكن تقدير نواة الألياف الضوئية والفتحة العددية وفقًا للشكل أعلاه. لألياف الليزر ، نصف قطر الخصر ω₀= قطر قلب الألياف / 2 = R, θ = الخطيئةα =α= غير متوفر (الفتحة العددية للألياف).

ملخص BPP, M2, و Beam Qالجودة

أصغر BPP ، كان ذلك أفضل جودة شعاع الليزر.

1.08µم ألياف الليزر، M2 = 1 ، BPP = λ / π = 0.344 ملم السيدميلادي

ل 10.6µm كو₂ الليزر ، وضع أساسي واحد M2 = 1 ، BPP = 3.38 مم السيدميلادي

بافتراض أن تباعد زاويتين مفردتين أساسي الوضع الليزر (أو متعدد الوضع الليزر مع نفسه M2) هي نفسها بعد التركيز ، القطر البؤري لثاني أكسيد الكربون₂ الليزر هو 10 أضعاف الليزر الليفي.

الاقرب M2 هو 1 ، كلما كانت جودة شعاع الليزر أفضل.

عندما يكون شعاع الليزر في Gالتوزيع الأسترالي أو التوزيع القريب من Gaussian ، كلما اقتربنا من M2 هو 1 ، كلما كان الليزر الفعلي أقرب إلى ليزر Gaussian المثالي ، كانت جودة الحزمة أفضل.