У производњи и употреби ласера неизбежно је укључивање детекције и карактеризације квалитета зрака. М2 и БПП су две најчешће коришћене физичке величине које изражавају квалитет ласерских зрака. М2 и БПП су изведени на основу истог физичког концепта, тако да се могу међусобно претворити.
Разлог зашто је квалитет зрака важан је тај што је кључна физичка величина за процену квалитета ласера и да ли се може прецизно обрађивати ласером. За многе врсте ласерских ласера са једним режимом рада висококвалитетни ласери обично имају квалитет високог снопа, који одговара врло малом М2, као што је 1,05 или 1,1. А ласер може да одржи добар квалитет зрака током свог животног века, а вредност М2 је готово непромењена. За прецизну ласерску обраду, ласерски зрак високог квалитета зрака погоднији је за обликовање, изводећи тако ласерску обраду равним врхом без оштећења подлоге и без термичких ефеката. У стварној употреби, приликом обележавања ласерских спецификација, М2 се углавном користи за солид-стате ласере и гасне ласере, док се БПП углавном користи за ласере на влакнима.
Како калибрисати квалитет греде? Квалитет снопа који описује ласер обично се изражава помоћу два параметра: БПП и М². М² се такође често записује као М2, што се може читати као М на квадрат или М2. Следећа слика је уздужна расподела Гаусове зраке, где су полупречник струка греде В и угао одступања далеког поља на половини угла θ.
БПП (производ са параметрима снопа) је дефинисан као радијус струка снопа × угао дивергенције далеког поља
БПП=Ш × θ
Угао дивергенције полупоља Гауссове зраке:
θ0=λ/ΠW0
М²: однос производа параметра снопа и производа параметра снопа основног модуса Гауссова зрака:
М2=（В × θ） / （В0 × θ0）=БПП / （λ / Π）
Није тешко пронаћи из горње формуле, где БПП нема никакве везе са таласном дужином, а фактор М² такође је повезан са таласном дужином ласера. Они су углавном повезани са дизајном ласерске шупљине и тачношћу монтаже.
Вредност фактора М² је бескрајно близу 1, што указује на однос стварних података и идеалних података. Када су стварни подаци ближи идеалним подацима, квалитет зрака је бољи. Односно, када је фактор М² ближи 1, квалитет зрака је бољи, што одговара Што је мањи угао дивергенције.
За анализу квалитета зрака, то углавном зависи од анализатора зрака за мерење. Анализатор квалитета зрака може вршити тачна мерења, али употреба тачкаста анализатора захтева сложене операције, прикупљање података о пресеку ласера из различитих положаја, а затим синтезу података М² помоћу уграђеног програма инструмента ГГ # 39; Ако током поступка узорковања постоје оперативне грешке или грешке мерења, не можете мерити и анализирати вредност М². За мерење велике снаге потребан је сложени систем слабљења да би се снага ласера задржала у мерљивом опсегу како би се избегла оштећења површине детекције инструмента услед прекомерне снаге.
Према горњој слици, може се проценити језгро влакана и нумерички отвор. За оптичке ласере радијус струка снопа ω0=пречник језгре влакана / 2=Р, θ=синα=α=НА (нумерички отвор влакана)
Из овога се може закључити:
Што је БПП мањи, то је квалитет ласерског зрака бољи.
За ласерски влакно од 1,08 ум, један основни режим М2=1, БПП=λ / Π=0,344 мм мрад
За 10,2 ум ЦО2 ласера, један основни режим М2=1, БПП=3,38 мм мрад
Под претпоставком да су два основна модуса (или мултимодни М2 исти) ласери након фокусирања, угао дивергенције је исти, тада је фокусни пречник ЦО2 ласера 10 пута већи од ласера са влакнима.
Што је М² ближи 1, то је квалитет зрака зрака бољи.
Када је ласерски зрак у Гауссовој или блиској Гауссовој расподели, што је фактор М² ближи 1, стварни ласер је ближи идеалном Гауссовом ласеру и квалитет зрака је бољи.