La definició que s'utilitza habitualment de la qualitat del feix inclou el radi del punt de camp llunyà, la divergència de camp llunyà aangle, límit de difracció múltiple U, Strehl relació, factor M2 , encès superfície objectiu o relació d'energia del bucle, etc.

La qualitat del feix és un paràmetre important del làser. Dues expressions habituals de la qualitat del feix sónBPP i M2 quin es deriven a partir del mateix concepte físic i es poden convertir l'un de l'altre. La qualitat del raig làser és important perquè és una quantitat física clau per jutjar si el làser és bo o no i si el es pot dur a terme un processament de precisió. Per a molts tipus de làsers de sortida monomode, els làsers d'alta qualitat solen tenir una qualitat de feix molt alta, que correspon a un feix molt petit.M2, com ara 1.05 o 1.1. A més, el làser pot mantenir una bona qualitat del feix durant tota la seva vida útil iM2 el valor gairebé no canvia. Per a mecanitzat de precisió làser, d'alta qualitatbiga és més propici per a la conformació, per tal de realitzar un mecanitzat làser de part superior plana sense danyar el substrat i sense efecte tèrmic. En la pràctica,M2 s'utilitza principalment per a làsers sòlids i de gas, mentre que BPP s'utilitza principalment per a làsers de fibra quan s'etiqueten les especificacions dels làsers.

La qualitat del raig làser normalment s'expressa mitjançant dos paràmetres: BPP i M². M²sovint s'escriu com M2. La figura següent mostra la distribució longitudinal del feix gaussià, onW és el radi de la cintura del feix i θ és la meitat de divergència de camp llunyà angle.

Conversió de BPP i M2

BPP (Producte de paràmetres del feix) es defineix com el radi de la cintura W multiplicat per divergència de camp llunyà meitat angle θ:

         BPP = W × θ

El divergència de camp llunyà meitat angle θ del feix gaussià és:

        θ₀ = λ / πW₀

M² és la relació entre el producte del paràmetre del feix i el producte del paràmetre del feix del feix gaussià de mode fonamental:

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

No és difícil trobar de la fórmula anterior que BPP és independent de la longitud d'ona, mentre que M² tampoc està relacionat amb la longitud d'ona del làser. Estan relacionats principalment amb el disseny de la cavitat i la precisió de muntatge del làser.

El valor de M² és infinitament proper a 1, indicant la relació entre les dades reals i les dades ideals. Quan les dades reals estan més a prop de les dades ideals, la qualitat del feix és millor, és a dir, quanM² és més proper a 1, l'angle de divergència corresponent és més petit i la qualitat del feix és millor.

Mesurament de BPP i M2
L'analitzador de qualitat del feix es pot utilitzar per mesurar la qualitat del feix. La qualitat del feix també es pot mesurar utilitzant un analitzador de llum amb un funcionament complex. Les dades es recullen de diferents ubicacions de la secció transversal del làser i després es sintetitzen mitjançant un programa integrat per produirM2. M2 no es pot mesurar si hi ha un mal funcionament o error de mesura en el procés de mostreig. Per a mesures d'alta potència, es necessita un sistema d'atenuació sofisticat per mantenir la potència del làser dins d'un rang mesurable i evitar qualsevol dany a la superfície de detecció de l'instrument.

El nucli de fibra òptica i l'obertura numèrica es poden estimar segons la figura anterior. Per als làsers de fibra, el radi de la cintura ω₀= diàmetre del nucli de la fibra /2 = R, θ = pecatα =α= NA (obertura numèrica de la fibra).

Resum de BPP, M2, i Beam Qualitat

Com més petit BPP, millor qualitat del raig làser.

Per a l'1.08µlàsers de fibra m, M2 = 1, BPP = λ / π = 0,344 mm Srad

Per 10.6µm CO₂ làsers, mode fonamental únic M2 = 1, BPP = 3.38 mm Srad

Suposant que els angles de divergència de dos únics fonamental mode làsers (o multimode làsers amb el mateix M2) són els mateixos després d'enfocar, el diàmetre focal del CO₂ El làser és 10 vegades més gran que el làser de fibra.

Com més a prop M2 és a 1, millor és la qualitat del raig làser.

Quan el raig làser està dins Gdistribució australiana o distribució propera a Gauss, com més propera sigui M2 és a 1, com més a prop estigui el làser real del làser gaussià ideal, millor serà la qualitat del feix.