Введение

В лазерной науке произведение параметров пучка (BPP) – это произведение угла расхождения лазерного пучка (полуугол) и радиуса пучка в его самой узкой точке (пояс пучка). BPP определяет качество лазерного луча и то, насколько хорошо он может быть сфокусирован в малое пятно. Гауссовский луч имеет наименьшее возможное значение BPP, , где – длина волны света. BPP можно легко измерить, разместив матричный детектор или сканирующий профилирующий щелевой датчик в нескольких позициях в пучке после фокусировки его линзой высокого оптического качества с известным фокусным расстоянием. Для правильного определения BPP и M2 необходимо выполнить следующие шаги: измерьте ширину D4σ в 5 осевых положениях вблизи пояса пучка (место, где луч наиболее узкий); измерьте ширину D4σ в 5 осевых положениях на расстоянии не менее одной длины Рэлея от пояса; аппроксимируйте 10 измеренных точек данных по формуле , где и – второй момент распределения в направлении x или y (см. ), а – положение пояса пучка с шириной второго момента . Аппроксимация 10 точек данных позволяет определить M2, , и . Сигман показал, что все профили пучка – гауссовский, с плоским верхом, TEMxy или любой другой формы – должны подчиняться вышеуказанному уравнению, при условии, что радиус пучка использует определение ширины пучка D4σ. Использование других определений ширины пучка не работает. В принципе, можно использовать одно измерение в поясе для определения диаметра пояса, одно измерение в дальней зоне для определения расхождения, а затем использовать их для расчета BPP. Однако описанная выше процедура на практике дает более точный результат. Высокомощные лазеры, такие как используемые в лазерной сварке и резке, обычно измеряются с помощью делителя пучка для отбора пробы пучка. Отобранная проба имеет гораздо меньшую интенсивность и может быть измерена с помощью сканирующего щелевого датчика или профилометра с ножом. Хорошее качество пучка очень важно при лазерной сварке и резке.