一、什么是 M2 因子?
M2 因子也称为光束质量因子或光束传播因子。它衡量激光束与高斯光束的相似程度。理想的高斯光束在中心最亮,其强度在远离中心的每个方向上服从正态分布。
M2 系数是通过测量激光的束腰——光束在其最窄点处的宽度来计算的。这是通过在焦点周围不同距离处测量光束半径来确定的。一旦束腰 w0 已知,M2 因子可通过以下公式计算:
二、M2 因素对激光束质量有多重要?
M2 因子对于激光束质量相当重要。它是一种通用的、定义明确(根据 ISO 11146)的方法,用于传达测量光束与理想光束的接近程度。M2 系数很重要,因为它提供了关于光束聚焦的精确程度的信息,以及它在激光切割等应用中的有效性。
然而,还有其他参数可以提供有关光束质量的更多信息(例如桶中功率或斯特列尔比),因此 M2 测量并不是传达激光束质量的唯一方法。
三、测量激光束直径的M2 ISO标准规则是什么?
通过 M2 因子测量光束质量在 ISO 11146 中进行了标准化。该国际标准规定了进行光束测量的一些规则,以确保足够的准确性和可重复性。如果您使用 CCD 或 CMOS 传感器测量光束直径,这些规则尤其重要,如下所列:
1、测量比直径大三倍的区域
为确保完全测量光束直径,传感器测量的感兴趣区域应至少为预期光束直径的三倍。
2、在光束直径内至少有 10 个像素
为了获得合理的直径测量分辨率,传感器的至少 10 个像素应在光束直径内。如果光束直径小于传感器的 10 个像素,则应使用不同的传感器以获得准确的结果。
3、使用 D4σ 定义直径
在高斯光束中,光束外缘的截止点可由 D4σ 定义。这是距中心峰值强度四个标准偏差的距离。光束直径边缘的定义必须应用于您的测量。
4、消除背景噪
测量时应避免来自其他电磁源的外部干扰。将传感器与其他噪声源屏蔽开来,或在测量期间隔离这些噪声源。
四、测量激光束质量的设备有哪些类型?
测量激光束质量的设备类型有:
1、CCD相机
已知特性的透镜用于将激光束聚焦在特定的焦距处。这允许知道束腰的位置,以便可以在正确的距离处测量光束直径以建立 M2 测量。
2、光束分析仪
光束分析相机是测量激光束直径的传感器。这是核心测量设备,即位于焦距周围的不同点。
3、尺子
标尺用于将传感器定位在焦点周围的特定距离处。
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