Најчесто користената дефиниција за квалитет на зракот вклучува радиус на место на далечно поле, дивергенција на далечно поле aагол, граница на дифракција повеќекратна U, улhl сооднос, фактор M2 , вклучување односот на енергијата на целната површина или јамката итн.
Квалитетот на зракот е важен параметар на ласерот. Два вообичаени изрази на квалитетот на снопот сеБПП и M2 кои се изведени врз основа на истиот физички концепт и може да се конвертираат еден од друг. Квалитетот на ласерскиот зрак е важен бидејќи е клучна физичка количина за да се процени дали ласерот е добар или не и дали на може да се изврши прецизна обработка. За многу видови излезни ласери со еден режим, висококвалитетните ласери обично имаат многу висок квалитет на зракот, што одговара на многу малM2, како што се 1,05 или 1,1. Покрај тоа, ласерот може да одржува добар квалитет на зракот во текот на целиот животен век иM2 вредноста е речиси непроменета. За ласерска прецизна обработка, висок квалитетзрак е попогодна за обликување, за да се изврши ласерска обработка со рамен врв без да се оштети подлогата и без термички ефект. Во пракса,M2 најмногу се користи за цврсти и гасни ласери, додека БПП најмногу се користи за ласери со влакна при означување на спецификациите на ласерите.
Квалитетот на ласерскиот зрак обично се изразува со два параметри: БПП и M². M²често се пишува како M2. На следната слика е прикажана надолжната распределба на Гаусовиот зрак, кадеW е радиусот на половината на зракот и θ е половината за дивергенција на далечното поле aагол.
Конверзија на БПП и M2
БПП (Производ на параметар на зрак) се дефинира како радиус на половината W помножено со далечно поле дивергенција половина aагол θ:
БПП = W × θ
На далечно поле дивергенција половина aагол θ на Гаусовиот зрак е:
θ0 = λ / πW0
M2 е односот на производот на параметарот на зракот со производот на параметарот на зракот на основниот режим Гаусовиот зрак:
M2 =(W×θ)/(W0×θ0)= BPP /(λ / π)
Од горната формула не е тешко да се открие дека БПП е независен од брановата должина, додека M² исто така не е поврзана со ласерската бранова должина. Тие главно се поврзани со дизајнот на шуплината и точноста на склопувањето на ласерот.
Вредноста на M² е бесконечно блиску до 1, што го покажува односот помеѓу реалните податоци и идеалните податоци. Кога вистинските податоци се поблиску до идеалните податоци, квалитетот на зракот е подобар, односно когаM² е поблиску до 1, соодветниот агол на дивергенција е помал, а квалитетот на зракот е подобар.
Мерење на БПП и M2
За мерење на квалитетот на зракот може да се користи анализатор за квалитет на зракот. Квалитетот на зракот, исто така, може да се мери со користење на светлосен анализатор со сложена работа. Податоците се собираат од различни локации на ласерскиот пресек и потоа се синтетизираат со вградена програма за да се произведеM2. M2 не може да се измери ако има погрешна работа или грешка при мерењето во процесот на земање мостри. За мерења со голема моќност, потребен е софистициран систем за слабеење за да се задржи ласерската моќност во мерлив опсег и да се избегне какво било оштетување на површината за откривање на инструментот.
Јадрото на оптичките влакна и нумеричката бленда може да се проценат според сликата погоре. За ласери со влакна, радиусот на половината ω0= дијаметар на јадрото на влакната /2 = R, θ = гревα =α= НА (нумеричка бленда на влакна).
Резиме на БПП, M2, и Beam Qуалност
Колку е помал БПП, толку подобро квалитет на ласерски зрак.
За 1.08µm ласери со влакна, M2 = 1, БПП = λ / π = 0,344 мм греклама
За 10.6µm CO2 ласери, единствен основен режим M2 = 1, БПП = 3.38 мм греклама
Под претпоставка дека аглите на дивергенција на две единечни фундаментален Мод ласери (или мулти-режим ласери со истото M2) се исти по фокусирањето, фокусниот дијаметар на CO2 ласерот е 10 пати поголем од оној на ласерот со влакна.
Поблиските M2 е до 1, толку е подобар квалитетот на ласерскиот зрак.
Кога ласерскиот зрак е внатре Gавстриска дистрибуција или блиску до Гаусова дистрибуција, толку е поблиску M2 е до 1, колку вистинскиот ласер е поблиску до идеалниот Гаусовиот ласер, толку е подобар квалитетот на зракот.
Време на објавување: Сеп-02-2021 година