Nyob rau hauv qhuav thiab siv cov lasers, nws yog kev tsis pom nrias koom nrog rau lub nrhiav kom tau thiab characterization ntawm beam zoo. M2 thiab BPP yog ob tug feem ntau siv lub cev ntau uas nthuav qhia qhov zoo ntawm laser beams. M2 thiab BPP yog muab raws li nyob rau hauv tib lub cev tswvyim, li ntawd, lawv yuav tsum tau hloov dua siab tshiab rau txhua lwm yam.
Yog vim li cas yog vim li cas lub beam zoo yog ib qho tseem ceeb yog hais tias nws yog ib tug tseem ceeb lub cev kom muaj nuj nqis los txiav txim qhov zoo tshaj ntawm cov laser thiab seb nws yuav ua tau laser precision tiav. Rau ntau hom ntawm cov kev tso tawm ib hom lasers, cov tshuab ua kom muaj txiaj ntsig zoo feem ntau muaj qhov siab nqaj zoo, sib thooj rau M2 me me, xws li 1.05 lossis 1.1. Thiab lub laser tuaj yeem tswj qhov nqaj zoo kom zoo thoob plaws nws lub neej kev pabcuam, thiab tus nqi M2 yuav luag tsis hloov. Rau laser precision machining, txoj kab teeb ci nrog cov nqaj zoo yog qhov ua tau zoo dua rau kev ua kom zoo dua, yog li ua lub tiaj-saum laser machining tsis muaj kev puas tsuaj rau cov puas thiab tsis muaj teebmeem thermal. Nyob rau hauv muaj siv, thaum npav laser specifications, M2 yog feem ntau siv rau khoom-xeev lasers thiab roj lasers, thaum BPP yog feem ntau siv rau fiber lasers.
Yuav ua li cas calibrate qhov zoo ntawm cov beam? Lub beam zoo piav txog lub laser yog feem ntau qhia los ntawm ob tsis: BPP thiab m². M² feem ntau kuj sau raws li M2, uas yuav tsum tau nyeem raws li M squared los yog M2. Cov nram qab no daim duab yog lub longitudinal muab faib rau cov Gaussian beam, qhov twg lub beam duav voos kheej-kheej W thiab cov nyob deb teb divergence lub ib nrab lub θ.
BPP (Nqaj Parameter khoom) yog txhais li beam duav voos kheej-kheej × deb teb divergence lub
BPP=W × θ
Ib nrab-teb divergence kaum sab xis ntawm Gaussian beam:
θ0=λ/ΠW0
M²: tus piv ntawm cov nqaj parameter khoom rau lub beam parameter khoom hauv paus hom Gaussian beam:
M2=（W × θ） / W0 × ）0）=BPP / （λ / Π）
Nws tsis yog qhov nyuaj kom pom los ntawm cov qauv saum toj no, qhov twg BPP tsis muaj dab tsi ua rau nthwv dej, thiab M² qhov muaj feem xyuam kuj tseem cuam tshuam nrog rau lub laser wavelength. Lawv feem ntau cuam tshuam nrog lub laser kab noj hniav tsim thiab sib dhos kom raug.
Tus nqi ntawm cov m² zoo tshaj yuav yog infinitely ze rau 1, cim tias seb thaum tus piv ntawm tiag tiag cov ntaub ntawv thiab tagnrho cov ntaub ntawv. Thaum lub tiag tiag cov ntaub ntawv yog los ze zog mus rau lub zoo tagnrho cov ntaub ntawv, hauv lub beam zoo yog ib qho zoo. Ntawd yog, thaum M² qhov xwm txheej tau ze dua rau 1, qhov nqaj zoo dua yog qhov zoo dua, sib haum Qhov me dua qhov sib txawv ntawm lub kaum ntse ntse.
Rau lub tsom xam ntawm beam zoo, nws mas nyob ntawm lub beam analyzer rau kev ntsuas. Lub beam zoo analyzer yuav ua tseeb ntsuam, tab sis kev siv ntawm ib qhov chaw analyzer yuav tsum tau complex ua hauj lwm, sau laser ntoo khaub lig-section ntaub ntawv los ntawm ntau txoj haujlwm, thiab ces synthesizing m² cov ntaub ntawv los ntawm lub twj paj nruag' s ua-nyob rau hauv qhov kev pab cuam. Yog tias muaj kev ua haujlwm tsis raug lossis ntsuas qhov ntsuas thaum lub sijhawm ua qauv, Koj tsis tuaj yeem ntsuas thiab ntsuas tus nqi ntawm M². Rau kev ntsuas lub zog loj, ib qho nyuaj saib xyuas qhov tsim nyog yuav tsum ua kom laser lub zog tsis pub dhau qhov ntsuas tau kom tsis txhob muaj kev puas tsuaj rau qhov chaw ua haujlwm ntawm qhov ntsuas pom vim muaj hwj chim ntau dhau.
Raws li cov saum toj no daim duab, cov fiber tub ntxhais thiab hais txog zauv aperture yuav kwv yees. Rau fiber lasers, lub beam duav voos kheej-kheej ω0=fiber tub ntxhais txoj kab uas hla / 2=R, θ=sinα=α=NA (fiber txog zauv aperture)
Nws tuaj yeem xaus ntawm qhov no:
Tus me dua cov BPP, lub zoo dua cov laser beam zoo.
Rau 1.08um fiber laser, ib qho siv hom M2=1, BPP=λ / Π=0.344 hli mrad
Rau 10.2um CO2 laser, ib qho tseem ceeb hom M2=1, BPP=3.38 hli mrad
Piv txwv tias ob qho tib lub hauv paus hom (lossis multimode M2 yog qhov qub) lasers tom qab tsom, lub divergence lub kaum ntse ntse yog qhov qub, tom qab ntawv focal ntawm lub CO2 laser yog 10 npaug ntawm cov laser fiber ntau.
Qhov ze dua M² yog 1, qhov nqaj zoo dua cov ntsuas.
Thaum lub teeb laser nyob hauv Gaussian lossis ze-Gaussian faib, qhov ze dua M² yog rau 1, ze rau qhov tseeb laser tau mus rau qhov zoo tagnrho Gaussian laser, thiab zoo dua cov nqaj zoo.