Lazerlarni ishlab chiqarishda va ulardan foydalanishda nurlarning sifatini aniqlash va tavsiflashni jalb qilish muqarrar. M2 va BPP lazer nurlari sifatini ifoda etadigan eng ko'p ishlatiladigan ikkita fizik kattalikdir. M2 va BPP bir xil fizik tushunchaga asoslanib olinadi, shuning uchun ular bir-biriga aylantirilishi mumkin.
nur sifati muhim, sababi u lazer sifatini hukm qilish uchun bir kalit jismoniy miqdor va u bo'lishi mumkin yoki yo'qligini lazer aniqlik qayta deb. Ko'pgina yagona rejimli chiqish lazerlari uchun yuqori sifatli lazerlar odatda juda kichik M2 ga mos keladigan yuqori nurli sifatga ega, masalan, 1.05 yoki 1.1. Va lazer xizmat ko'rsatish muddati davomida yaxshi nurlanish sifatini saqlab turishi mumkin va M2 qiymati deyarli o'zgarmaydi. Lazerli aniq ishlov berish uchun yuqori nurli sifatga ega bo'lgan lazer nurlari shakllanishiga ko'proq yordam beradi va shu bilan substratga zarar etkazmasdan va issiqlik ta'sirisiz tekis tepadan lazer bilan ishlov berishni amalga oshiradi. Haqiqiy foydalanishda lazer xususiyatlarini belgilashda M2 asosan qattiq holatdagi lazer va gaz lazerlari uchun, BPP esa asosan tolali lazer uchun ishlatiladi.
Qanday nuri sifatini sozlang uchun? Lazerni tavsiflovchi nurlanish sifati odatda ikkita parametr bilan ifodalanadi: BPP va M². M² ko'pincha M2 shaklida yoziladi, uni M kvadrat yoki M2 shaklida o'qish mumkin. Quyidagi rasm Gauss nurining uzunlamasına taqsimlanishidir, bu erda nurning bel radiusi W va uzoq maydonning divergentsiya burchagi yarim burchagi θ.
BPP (Beam Parameter Product) nurning bel radiusi × maydonning uzoqlashish burchagi sifatida aniqlanadi
BPP=W × θ
Gauss nurining yarim maydonning farqlanish burchagi:
θ0=λ/ΠW0
Bo'yicha: asosiy rejimi Gaussian nurlanish nur o'lchov mahsulotga nur o'lchov mahsulot nisbati:
M2=(W × θ) / (W0 × θ0)=BPP / (λ / Π)
Bu BPP to'lqin uzunligi bilan hech qanday aloqasi yo'q, yuqoridagi formuladan dan topish qiyin emas, va ² omil ham lazer to'lqin uzunligi bilan bog'liq. Ular asosan lazer bo'shlig'ining dizayni va yig'ilish aniqligi bilan bog'liq.
M² faktorining qiymati cheksiz 1 ga yaqin, bu haqiqiy ma'lumotlar va ideal ma'lumotlarning nisbatlarini bildiradi. real ma'lumotlar yaqinroq ideal ma'lumotlarga bo'lsa, nur sifati yaxshi bo'ladi. Ya'ni, M² koeffitsienti 1 ga yaqinlashganda, nurning sifati yaxshiroq bo'ladi, mos keladigan divergentsiya burchagi qanchalik kichik bo'lsa.
Nur sifatini tahlil qilish uchun asosan o'lchov uchun nur analizatoriga bog'liq. Nur sifatini analizatori aniq o'lchovlarni amalga oshirishi mumkin, ammo spot analizatoridan foydalanish murakkab operatsiyalarni talab qiladi, lazer kesimidagi ma'lumotlarni turli pozitsiyalardan yig'adi va keyinchalik&# 39 asbobining o'rnatilgan dasturi orqali M² ma'lumotlarini sintez qiladi. Agar namuna olish jarayonida operatsion xatolar yoki o'lchov xatolari bo'lsa, siz M² qiymatini o'lchay olmaysiz va tahlil qila olmaysiz. Yuqori quvvatni o'lchash uchun asbobning aniqlanish yuzasiga haddan tashqari quvvat tufayli zarar etkazmaslik uchun lazer quvvatini o'lchanadigan oraliqda ushlab turish uchun murakkab susaytiruvchi tizim talab qilinadi.
Yuqoridagi raqamga ko'ra, tolalar yadrosi va raqamli diafragma taxmin qilinishi mumkin. Elyaf lazerlari uchun belning radiusi ω0=tolalar yadrosi diametri / 2=R, b=sina=a=NA (tolali raqamli diafragma)
Bundan xulosa qilish mumkin:
kichik BPP, yaxshi lazer nur sifati.
1.08um tolali lazer uchun bitta asosiy rejim M2=1, BPP=λ / ph=0.344 mm mrad
10.2um CO2 lazer, bitta asosiy rejimi M2=1, BPP=3.38 mm mrad uchun
Fokusdan so'ng ikkita bitta asosiy rejim (yoki ko'p modali M2 bir xil) lazer deb faraz qilsak, divergentsiya burchagi bir xil bo'ladi, keyin CO2 lazerining fokus diametri tolali lazerdan 10 baravar ko'pdir.
M² qanchalik yaqin bo'lsa, lazerning nurlanish sifati shuncha yaxshi bo'ladi.
lazer nur bir Gaussian yoki yaqin-Gaussian taqsimlash bo'lsa, yaqin ² omil 1 bo'ladi, yaqin zamonaviy lazer yaxshiroq nur sifati ideal Gaussian lazer, va.