激光光束質量是激光器的一個重要技術指標，是從質的方面來評價激光的特性。但是，較長時期以來，對光束質量一直沒有確切的定義，也未建立標準的測量方法，對科研和應用都帶來了不便。1988年，A.E.Siegman引入了一個無量綱的量-光束質量因子參數，較科學合理地描述了激光光束質量，并被國際標準化組織1991年的ISO/TC172/SC9/WG1標準草案采納，激光光束質量因子的研究和測量也成為近幾年研究的熱點。

常用來評價光束質量的方法有:

原衍射極限倍數因子、斯特列爾比、環圍能量比、M2因子或其倒數K因子(光束傳輸因子),各種光束質量的定義對應于不同的應用目的,所反映光束質量的側重點也不同。光束質量的好壞,應視具體的應用目的作出評價。

光束質量是從質的方面來評價激光的特性,對激光器設計、制造、檢測、應用等有重要作用。探討如何完善光束質量因子的普適性,分析影響光束質量的因素,并進行控制,具有重要意義。

對于分析遠程激光測距和激光測高的精度來說，測距光束質量檢測是其中重要的環節，特別是光束的能量分布狀況以及發散角和束寬的大小，對測距回波的影響較明顯，而激光光束質量因子比較能反映測距激光的質量，提高測量的精度。

M因子激光光束質量M2因子被國際光學界所公認并由國際標準化組織(ISO)予以推薦。M2因子克服了常用光束質量評價方法的局限,用M2因子作為評價標準對激光器系統進行質量監控及輔助設計等具有十分重要的意義。M2因子評價方法常用于低功率激光器產生光束截面上光強分布為連續的激光光束。由于采用光束的二階矩定義束寬,對測量儀器要求較高。

目前在固體激光器和光纖激光器上，對于激光光束質量因子的檢測需求相對比較大。

一般來說，光束質量會影響到激光的聚焦效果以及遠場的光斑分布情況，是用來表征激光光束質量的參數，實際激光光束質量因子越接近1，說明光束質量越接近理想光束，它的光束質量就越好。

光束整形器一般要求高質量的激光，M2需要小于1.5。

光束參數積（BPP）的定義是激光束的遠場發散角與光束最窄點半徑的乘積，即BPP=θw，它可以量化激光束的質量以及將激光束聚焦到小點的程度。

光束參數積即BPP值越低，光束的質量就越好。

BPP值與M2值的關系是：M2值是BPP值的歸一化值，針對具有特定波長的衍射極限光束進行歸一化，即M2=BPP/BPP0，其中BPP0是特定波長的衍射極限光束的值，且BPP0=λ/π。

激光光束質量因子測試項目中可能會用到下面這些儀器：

M2測量系統：這類儀器通常包括激光束分析儀、光束準直和擴展單元、位置敏感探測器（如CCD相機）、數據采集和分析軟件等。

光束輪廓分析儀：用于測量激光光束的強度分布，結合其他光學組件和計算方法，可以間接推算出M2值。

遠場和近場測量裝置：通過測量激光光束在遠場和近場的分布，來計算M2值。這通常需要使用透鏡組來轉換光束并測量不同位置的光斑尺寸。

在進行測試之前我們要進行一些準備工作。

激光光束質量因子測試流程：

校準和設置：首先，對測量系統進行校準，確保所有設備正確安裝和對齊。

近場測量：測量激光光束在緊靠激光輸出口（近場）的強度分布。

遠場測量：通過透鏡或光闌將光束聚焦或擴展到遠場，測量其發散角和光斑尺寸。

數據處理：根據近場和遠場測量的數據，通過特定公式計算出光束的腰斑直徑、發散角和M2值。

我司目前在激光光束質量因子檢測方面主要使用的標準是：

GB/T 26599.1和ISO 11146 -1標準。

GB/T 26599.1-2011是中國的一項國家標準，全名為《激光和激光相關設備 激光光束寬度、發散角和光束傳輸比的試驗方法 第1部分：無像散和簡單像散光束》。該標準是基于國際標準ISO11146-1：2005制定的，旨在為激光和激光相關設備的性能評估提供統一的測試方法，特別是針對激光光束的寬度、發散角以及光束傳輸比這三個關鍵參數。

GB/T 26599.1主要規定了下面這些內容：

定義了測試激光光束寬度、發散角和光束傳輸比（即M2因子）的方法，這些都是衡量激光光束質量的重要指標。

規定了適用于無像散（即光束在傳播過程中不產生焦點偏移）和簡單像散（即光束僅在一個方向上產生焦點偏移）光束的測試程序。

描述了所需實驗設備的配置、測量步驟以及數據處理方法，確保不同實驗室之間測試結果的一致性和可比性。

提供了如何通過測量數據來計算激光光束的特性參數，從而幫助制造商和用戶評價激光器的性能，確保其滿足設計要求或特定應用的需求。

如果您有激光器光束質量因子檢測需求，或是激光器整體性能檢測需求，歡迎來電咨詢。