De meast brûkte definysje fan beam kwaliteit omfettet far-field spot radius, far-field divergence angle, diffraksjonsgrense multiple U, Streekhl ratio, faktor M2 , oansette doel oerflak of loop enerzjy ratio, etc.
Beam kwaliteit is in wichtige parameter fan laser. Twa mienskiplike útdrukkingen fan beam kwaliteit binneBPP en M2 hokker wurde ôflaat basearre op itselde fysike konsept en kinne wurde omset fan inoar. Laser beam kwaliteit is wichtich omdat it is in wichtige fysike kwantiteit om te oardieljen oft de laser is goed of net en oft de presys ferwurking kin wurde útfierd. Foar in protte soarten single-mode útfier lasers hawwe heechweardige lasers normaal in heul hege beamkwaliteit, oerienkommende mei in heul lytsM2, lykas 1.05 of 1.1. Boppedat, de laser kin hanthavenje goede beam kwaliteit hiele tsjinst libben, enM2 wearde is hast net feroare. Foar laserprecisionsferwurking, hege kwaliteitbalke is mear befoarderlik foar foarmjouwing, sa as te fieren flat top laser Machtigingsformulier sûnder skealik it substraat en sûnder termyske effekt. Yn de praktyk,M2 wurdt meast brûkt foar bêst en gas lasers, wylst BPP wurdt meast brûkt foar glêstriedlasers by it labeljen fan de spesifikaasjes fan lasers.
Laser beam kwaliteit wurdt meastal útdrukt troch twa parameters: BPP en M². M²wurdt faak skreaun as M2. De folgjende figuer toant de longitudinale ferdieling fan de Gaussian beam, wêrW is de beam taille radius en θ is de fier-fjild divergence helte angle.
Konverzje fan BPP en M2
BPP (Beam Parameter Produkt) wurdt definiearre as waist radius W fermannichfâldige mei fier-fjild divergence helte angle θ:
BPP = W × θ
De fier-fjild divergence helte angle θ fan Gaussyske beam is:
θ0 = λ / πW0
M2 is de ferhâlding fan it beamparameterprodukt oan it beamparameterprodukt fan 'e fûnemintele Gaussyske beam:
M2 =(W×θ)/(W0×θ0)= BPP /(λ / π)
It is net dreech te finen út de boppesteande formule dat BPP is ûnôfhinklik fan golflingte, wylst M² is ek net besibbe oan laser golflingte. Se binne benammen besibbe oan de holte ûntwerp en gearkomste krektens fan de laser.
De wearde fan M² is ûneinich tichtby 1, wat de ferhâlding oanjout tusken de echte gegevens en de ideale gegevens. As de echte gegevens tichter by de ideale gegevens binne, is de beamkwaliteit better, dat is wannearM² is tichter by 1, de oerienkommende divergence hoeke is lytser, en de beam kwaliteit is better.
Mjitting fan BPP en M2
Beam kwaliteit analysator kin brûkt wurde om te mjitten de beam kwaliteit. Beamkwaliteit kin ek wurde mjitten troch ljochtanalysator te brûken mei komplekse operaasje. Gegevens wurde sammele fan ferskate lokaasjes fan 'e laserdwarsseksje en wurde dan syntetisearre troch in ynboud programma om te produsearjenM2. M2 kin net wurde mjitten as d'r misoperaasje of mjitflater is yn it proses fan sampling. Foar mjittingen mei hege krêft is in ferfine dempingsysteem nedich om de laserkrêft binnen in mjitber berik te hâlden en skea oan it oerflak fan it ynstrumintdeteksje te foarkommen.
De glêstried kearn en numerike diafragma kinne wurde rûsd neffens de figuer hjirboppe. Foar fiber lasers, de taille radius ω0= fiber kearn diameter /2 = R, θ = sûndeα =α= NA (numerike aperture fan glêstried).
Gearfetting fan BPP, M2, en Beam Quality
De lytsere BPP, hoe better laser beam kwaliteit.
foar 1.08 Euroµm fiber lasers, M2 = 1, BPP = λ / π = 0.344 mm dhrad
Foar 10.6µm CO2 lasers, single fûnemintele modus M2 = 1, BPP = 3.38 mm dhrad
Oannommen dat de diverginsje hoeken fan twa single fûnemintele wize lasers (of multi-modus lasers mei deselde M2) binne itselde nei it fokusjen, de fokale diameter fan 'e CO2 laser is 10 kear dat fan de fiber laser.
Hoe tichterby M2 is oan 1, hoe better de laser beam kwaliteit is.
As de laser beam is yn Gaussian ferdieling of tichtby Gaussian ferdieling, de tichterby de M2 is oan 1, hoe tichter de eigentlike laser is de ideale Gaussian laser, hoe better de beam kwaliteit is.
Post tiid: Sep-02-2021