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一高效、M2因子介紹

M2因子被稱為激光光束質(zhì)量因子或衍射極限因子，是用來衡量激光光束的光束質(zhì)量常用的無量綱參數(shù)提高，該參數(shù)綜合反映了激光束的近場和遠場特性機構，包括光束的發(fā)散程度、聚焦性能以及傳輸穩(wěn)定性等交流，較科學合理地描述了激光束質(zhì)量基礎，并由國際標準組織(ISO)采納，對激光光束的評價具有重要意義推進一步。通過測量M2值經過，可以深入了解激光束在空間中的傳輸變換規(guī)律，為激光器的設(shè)計和優(yōu)化提供重要依據(jù)力度。

二明確了方向、M2因子的重要性

M2因子對于激光器的應(yīng)用性能具有直接影響。在科研勇探新路、工業(yè)單產提升、軍事等領(lǐng)域，激光器的光束質(zhì)量直接決定了其加工精度試驗、傳輸效率以及作用距離等關(guān)鍵指標勞動精神。例如開展攻關合作，在激光切割、焊接動手能力、打標等應(yīng)用中逐步改善，高質(zhì)量的光束能夠?qū)崿F(xiàn)更精確、更高效的加工效果提升。因此大大提高，通過優(yōu)化M2因子，可以提升激光器的應(yīng)用性能研究成果，滿足各種復(fù)雜和精細化的需求取得了一定進展。

此外，M2因子還是激光器質(zhì)量監(jiān)控的重要工具大面積。在生產(chǎn)過程中積極參與，通過對激光器的M2因子進行定期測量和分析，可以及時發(fā)現(xiàn)光束質(zhì)量的變化和潛在問題培養，從而采取相應(yīng)的措施進行調(diào)整和優(yōu)化交流研討，確保激光器的穩(wěn)定性和可靠性。

三推動、M2因子的數(shù)學計算

數(shù)學表達式上相對較高，M2因子的定義通常基于光束寬度的測量信息。光束寬度是指在某一特定位置處，光束強度下降到其峰值1/e2（約13.5%）時所對應(yīng)的直徑大力發展。在實際測量中豐富內涵，通過在光束傳播路徑上的不同位置測量光束寬度，并利用這些測量值來計算M2因子產能提升。具體的計算方法通常涉及對光束寬度的平方與位置的乘積進行積分適應性，并與理論高斯光束的相關(guān)參數(shù)進行比較，從而得出M2因子通過活化。理想高斯光束具有最小的發(fā)散角落地生根，而實際激光束由于各種因素的影響（如熱透鏡效應(yīng)、像差健康發展、衍射等）有效保障，其發(fā)散角通常大于理想高斯光束。因此長效機製，M2因子值越小講實踐，表示激光束越接近理想高斯光束，其質(zhì)量越高營造一處，聚焦性能越好改革創新。激光器M2因子的數(shù)學表達式是基于光束參數(shù)乘積（BPP）和基模高斯光束的光束參數(shù)乘積之間的比值來定義的。

光束參數(shù)乘積（BPP）定義為束腰半徑（ω0）與遠場發(fā)散角（θ）的乘積，即BPP =ω0×θ新模式。而基模高斯光束的光束參數(shù)乘積是一個常量實現，可以用4λ/π來表示，其中λ為入射激光波長組織了。

因此的可能性，M2因子的數(shù)學表達式為：

M2 = (實際光束的BPP)/(基模高斯光束的BPP)

M2 = (ω0 × θ)/(4λ/ π)

M2 = (π/4λ)×ω0 ×θ

其中，ω0是實際光束的腰斑半徑服務為一體，θ是實際光束的遠場發(fā)散角問題，λ是入射激光的波長。這個表達式用于計算激光器的M2因子值全會精神，從而評估激光束的質(zhì)量系統穩定性。M2因子值越小，表示激光束越接近理想的高斯光束集中展示，光束質(zhì)量越高實力增強。

值得注意的是，M2因子值的計算需要精確的測量和計算過程探索創新，包括確定光束的腰斑半徑和遠場發(fā)散角等參數(shù)帶來全新智能。因此，在實際應(yīng)用中新產品，通常使用專業(yè)的光束質(zhì)量分析儀等設(shè)備進行測量和計算去完善。

四、M2因子的測量

ISO規(guī)范了一種從一組光束直徑測量值中計算M2因子的方法長遠所需，以最大限度地減小誤差求索。在測量過程中，激光束首先需要用高光學質(zhì)量規模、已知焦距的透鏡聚焦穩定發展。然后，使用陣列探測器或掃描狹縫輪廓儀在光束的不同位置測量光束寬度聯動。

此外增持能力，在測量M2因子時，若光束為非聚焦形式行業內卷，需要先轉(zhuǎn)換為聚焦形式影響。接著，在靠近束腰（即光束最窄的位置）的5個軸向位置測量D4σ寬度技術節能，同時在距離束腰至少一個瑞利長度的5個軸向位置也進行同樣的測量指導。最后，將得到的10個測量數(shù)據(jù)點擬合到特定的數(shù)學公式中國際要求，以計算出M2因子值流動性。

遵循ISO的這些規(guī)定可以確保M2因子的測量過程具有一致性和準確性鍛造，從而有效地評估激光器的光束質(zhì)量。

五持續創新、常見的激光器M2測量方法

5.1 相機式測量法

相機式直接測量法是一種用于測量激光器M2因子的常用方法改善。該方法通常結(jié)合使用光束質(zhì)量分析儀和自動導軌來實現(xiàn)對激光光束的直接測量，從而快速獲取M2因子值協調機製。目前我司代理有以色列OPHIR公司的BSQ-SP204S激光質(zhì)量分析儀（產(chǎn)品圖片見右圖）信息化，該設(shè)備可實現(xiàn)266-1100nm適應(yīng)波長范圍內(nèi)800mm超長光路行程，可在1分鐘內(nèi)完成符合ISO標準的M2因子測量實踐者。

相機式直接測量法的優(yōu)點在于其測量速度快取得明顯成效，能夠迅速得到M2因子值，有較高的測量精度和可靠性數據。缺點主要是需要做光路衰減和目前無法兼顧1100nm以上的激光器的測量創新的技術。

5.2狹縫掃描式

狹縫掃描式測量M2因子主要是使用狹縫掃描式設(shè)備代替光束質(zhì)量分析儀，通常是OPHIR公司的NANOSCAN系列產(chǎn)品顯著，通過收集狹縫掃描式設(shè)備收集X-Y兩個軸的光斑尺寸快速增長，然后擬合繪制出光束的光斑尺寸，再結(jié)合一維導軌測得束腰位置參數(shù)占，計算得M2因子高質量。整套方案見下圖：

狹縫掃描式的優(yōu)點在于測量方便，成本低廉激發創作，可以直接測量高功率的激光器前景，可以兼顧紫外、可見光提升、近紅外大大提高、中遠紅外及CO2激光器等；缺點是搭建較為復(fù)雜研究成果，測量過程較慢，對使用者的專業(yè)技能要求較高應用擴展。

5.3波前相位測量法

相位測量法是一種用于測量激光器M2因子的先進技術(shù)體驗區，它基于光束的波前相位信息來評估光束的質(zhì)量。這種方法通過測量光束的相位分布活動上，進而計算出光束的M2因子值有望。相位測量法的核心在于獲取光束的波前相位信息。該方案一般使用我司代理的法國Phasics公司的波前傳感器SID4系列產(chǎn)品導向作用，來測量光束的相位分布方案，進而計算出符合ISO標準的M2因子值。

相位測量法相比其他測量方法具有一些*特的優(yōu)勢十大行動。

首先左右，它能夠直接測量光束的相位信息背景下，而不需要依賴于光束的強度分布或其他間接參數(shù)，即只要一次激光入射即可測得M2因子可靠保障。這使得相位測量法在測量復(fù)雜光束或具有特殊波前特性的光束時具有更高的精度和可靠性自然條件。

其次，相位測量法可以適用于不同類型的激光器開展，包括連續(xù)波激光器和脈沖激光器互動互補。它不受光束強度、波長或脈沖寬度的限制意向，而且可由客戶自由搭配各種紫外相機意料之外，可見光相機，近紅外相機形式，中紅外相機置之不顧，實現(xiàn)對不同激光器的測量需求。

此外進一步提升，相位測量法還可以提供光束波前的詳細信息空間廣闊，如波前畸變、光束發(fā)散角等改革創新。這些信息對于理解光束的傳輸特性知識和技能、優(yōu)化激光系統(tǒng)以及提高光束聚焦能力具有重要意義。