Parasti izmantotā staru kūļa kvalitātes definīcija ietver tālā lauka vietas rādiusu, tālā lauka novirzi angle, difrakcijas robeža daudzkārtēja U, Strehl koeficients, faktors M2 , ieslēgta mērķa virsmas vai cilpas enerģijas attiecība utt.

Stara kvalitāte ir svarīgs lāzera parametrs. Divas izplatītas staru kūļa kvalitātes izpausmes irBPP un M2 kuras ir iegūti, pamatojoties uz to pašu fizisko jēdzienu, un tos var pārveidot viens no otra. Lāzera stara kvalitāte ir svarīga, jo tas ir galvenais fiziskais lielums, lai novērtētu, vai lāzers ir labs vai nē un vai tas ir uz var veikt precīzu apstrādi. Daudzu veidu viena režīma izvades lāzeriem augstas kvalitātes lāzeriem parasti ir ļoti augsta stara kvalitāte, kas atbilst ļoti mazamM2, piemēram, 1.05 vai 1.1. Turklāt lāzers var uzturēt labu staru kvalitāti visā tā kalpošanas laikā unM2 vērtība ir gandrīz nemainīga. Lāzera precīzai apstrādei, augsta kvalitātestaru kūlis ir labvēlīgāka formēšanai, lai veiktu plakanu lāzerapstrādi, nesabojājot pamatni un bez termiskās iedarbības. Praksē,M2 pārsvarā tiek izmantots cietajiem un gāzes lāzeriem, savukārt BPP galvenokārt izmanto šķiedru lāzeriem, marķējot lāzeru specifikācijas.

Lāzera stara kvalitāti parasti izsaka ar diviem parametriem: BPP un M². M²bieži tiek rakstīts kā M2. Nākamajā attēlā parādīts Gausa stara gareniskais sadalījums, kurW ir sijas vidukļa rādiuss un θ ir tālā lauka novirzes puse angle.

BPP konvertēšana un M2

BPP (Sijas parametru produkts) tiek definēts kā vidukļa rādiuss W reizināts ar tālā lauka novirzes puse angle θ:

         BPP = W × θ

The tālā lauka novirzes puse angle θ Gausa staru kūlis ir:

        θ₀ = λ / πW₀

M² ir staru kūļa parametru reizinājuma attiecība pret pamata režīma Gausa staru kūļa parametru reizinājumu:

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

No iepriekš minētās formulas nav grūti atrast to BPP ir neatkarīgs no viļņa garuma, kamēr M² nav arī saistīts ar lāzera viļņa garumu. Tie galvenokārt ir saistīti ar lāzera dobuma dizainu un montāžas precizitāti.

Vērtība M² ir bezgalīgi tuvu 1, norādot attiecību starp reālajiem datiem un ideālajiem datiem. Kad reālie dati ir tuvāk ideālajiem datiem, staru kūļa kvalitāte ir labāka, tas ir, kadM² ir tuvāk 1, atbilstošais novirzes leņķis ir mazāks un staru kūļa kvalitāte ir labāka.

Mērīšana no BPP un M2
Staru kvalitātes analizatoru var izmantot staru kūļa kvalitātes mērīšanai. Arī staru kūļa kvalitāti var izmērīt, izmantojot gaismas analizatoru ar sarežģītu darbību. Dati tiek savākti no dažādām lāzera šķērsgriezuma vietām un pēc tam tiek sintezēti ar iebūvētu programmu, lai tos ražotuM2. M2 nevar izmērīt, ja paraugu ņemšanas procesā ir nepareiza darbība vai mērījumu kļūda. Lielas jaudas mērījumiem ir nepieciešama sarežģīta vājināšanas sistēma, lai saglabātu lāzera jaudu izmērāmā diapazonā un izvairītos no instrumenta noteikšanas virsmas bojājumiem.

Optiskās šķiedras serdi un skaitlisko apertūru var novērtēt saskaņā ar iepriekš redzamo attēlu. Šķiedru lāzeriem vidukļa rādiuss ω₀= šķiedras serdes diametrs /2 = R, θ = grēksα =α= NA (šķiedras skaitliskā apertūra).

BPP kopsavilkums, M2, un Beam Qrealitāte

Jo mazāks BPP, jo labāk lāzera staru kvalitāte.

Par 1.08µm šķiedru lāzeri, M2 = 1, BPP = λ / π = 0,344 mm Mrreklāma

Par 10.6µm CO₂ lāzeri, viens pamatrežīms M2 = 1, BPP = 3.38 mm Mrreklāma

Pieņemot, ka divu atsevišķu fundamentāli režīmā lāzeri (vai vairāku režīmu lāzeri ar to pašu M2) pēc fokusēšanas ir vienādi, CO fokusa diametrs₂ lāzers ir 10 reizes lielāks nekā šķiedru lāzers.

Tuvāk M2 ir uz 1, jo labāka ir lāzera stara kvalitāte.

Kad lāzera stars ir iekšā Gaustriešu sadalījums vai tuvu Gausa sadalījumam, jo ​​tuvāk M2 ir līdz 1, jo tuvāk faktiskais lāzers ir ideālajam Gausa lāzeram, jo ​​labāka ir stara kvalitāte.