Uobičajena definicija kvalitete snopa uključuje radijus točke dalekog polja, divergenciju dalekog polja akut, višestruka granica difrakcije U, Strehl omjer, faktor M2 , uključeno omjer energije ciljne površine ili petlje itd.

Kvaliteta zraka važan je parametar lasera. Dva uobičajena izraza kvalitete zraka suBPP i M2 koji izvedeni su na temelju istog fizičkog koncepta i mogu se pretvoriti jedni od drugih. Kvaliteta laserske zrake je važna jer je ključna fizička veličina za procjenu je li laser dobar ili ne i je li the može se izvesti precizna obrada. Za mnoge vrste jednomodnih izlaznih lasera, visokokvalitetni laseri obično imaju vrlo visoku kvalitetu zraka, što odgovara vrlo malojM2, kao što je 1.05 ili 1.1. Štoviše, laser može održavati dobru kvalitetu zraka tijekom cijelog radnog vijeka, iM2 vrijednost je gotovo nepromijenjena. Za lasersku preciznu obradu, visoke kvalitetegreda je pogodniji za oblikovanje, tako da se izvodi laserska obrada ravnog vrha bez oštećenja podloge i bez toplinskog učinka. U praksi,M2 najviše se koristi za čvrste i plinske lasere, dok BPP uglavnom se koristi za lasere s vlaknima prilikom označavanja specifikacija lasera.

Kvaliteta laserske zrake obično se izražava s dva parametra: BPP i M². M²često se piše kao M2. Sljedeća slika prikazuje uzdužnu raspodjelu Gaussove grede, gdje jeW je polumjer struka grede i θ je polovica divergencije dalekog polja angle.

Pretvorba BPP i M2

BPP (Proizvod parametara zraka) definira se kao radijus struka W pomnoženo sa divergencija dalekog polja half angle θ:

         BPP = W × θ

The divergencija dalekog polja half angle θ Gaussove grede je:

        θ₀ = λ / πW₀

M² je omjer umnožaka parametara snopa i produkta parametara snopa Gaussove zrake u osnovnom modu:

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

Iz gornje formule nije teško pronaći da BPP neovisno o valnoj duljini, dok M² također nije povezan s valnom duljinom lasera. Oni se uglavnom odnose na dizajn šupljine i točnost montaže lasera.

Vrijednost M² je beskonačno blizu 1, što ukazuje na omjer između stvarnih i idealnih podataka. Kada su stvarni podaci bliži idealnim podacima, kvaliteta snopa je bolja, odnosno kadaM² je bliži 1, odgovarajući kut divergencije je manji, a kvaliteta snopa je bolja.

Mjerenje BPP-a i M2
Za mjerenje kvalitete zraka može se koristiti analizator kvalitete zraka. Kvaliteta zraka također se može mjeriti korištenjem svjetlosnog analizatora sa složenim radom. Podaci se prikupljaju s različitih mjesta laserskog presjeka, a zatim se sintetiziraju ugrađenim programom za proizvodnjuM2. M2 ne može se mjeriti ako postoji pogrešan rad ili pogreška mjerenja u procesu uzorkovanja. Za mjerenja velike snage potreban je sofisticirani sustav prigušenja kako bi se snaga lasera ​​držala unutar mjerljivog raspona i izbjeglo bilo kakvo oštećenje površine detekcije instrumenta.

Jezgra optičkog vlakna i numerički otvor mogu se procijeniti prema gornjoj slici. Za lasere s vlaknima, radijus struka ω₀= promjer jezgre vlakna /2 = R, θ = grijehα =α= NA (numerički otvor vlakna).

Sažetak BPP-a, M2, i Beam Qualnosti

Što je manji BPP, to bolje kvaliteta laserske zrake.

Za 1.08µm vlaknasti laseri, M2 = 1, BPP = λ / π = 0,344 mm mroglas

Za 10.6µm CO₂ laseri, jedan fundamentalni mod M2 = 1, BPP = 3.38 mm mroglas

Uz pretpostavku da su kutovi divergencije dva pojedinačna temeljna način rada laseri (ili multi-mode laseri s istim M2) su isti nakon fokusiranja, žarišni promjer CO₂ laser je 10 puta veći od lasera s vlaknima.

Bliže M2 je do 1, to je bolja kvaliteta laserske zrake.

Kada je laserska zraka unutra Gaussian distribucija ili blizu Gaussove distribucije, što je bliže M2 je 1, što je stvarni laser bliži idealnom Gaussovu laseru, to je bolja kvaliteta zraka.