什么因素影響光束質量(What Factors Affect Beam Quality)？

在激光物理學中，光束質量是指激光束保持聚焦的程度。質量越高，光束的發散越小。光束質量受許多因素的影響，如激光器組件的類型和質量、使用的激光增益介質的類型、所用的光泵浦方法，激光的功率水平、機械應力和熱應力。...

在激光物理學中，光束質量是指激光束保持聚焦的程度。質量越高，光束的發散越小。光束質量受許多因素的影響，如激光器組件的類型和質量、使用的激光增益介質的類型、所用的光泵浦方法，激光的功率水平、機械應力和熱應力。

激光切割機通常靠近被切割的材料，以保持高質量的光束。光束質量和光束功率之間存在一種折衷關系。當能量被泵入激光器增益介質時，激光器用它來放大光，一部分能量會轉化成熱。多余的熱量會導致介質中的溫度梯度產生熱透鏡效應，降低光束質量。這使得所使用的增益介質的類型很重要。

激光光束質量是指光束保持聚焦的程度。氣體激光器由于其介質密度較低，不易受到熱透鏡的影響，而二氧化碳激光器可以在極高功率下保持高光束質量在固態激光器中，單模光纖激光器和薄圓盤激光器的光束質量最高。光纖激光器使用摻有稀土離子如鐿或釹的二氧化硅玻璃作為增益介質，而薄盤激光器使用摻有三價鐿離子的釔鋁石榴石晶體。這些即使在幾千瓦的功率水平下，激光器也能保持極高的光束質量。在較低的功率水平下，氦氖氣體激光器和表面發射半導體激光器可以產生極高的光束質量。激光器設計的其他部件對光束質量也很重要，如激光諧振腔的尺寸和結構沿著激光束的路徑將光注入增益介質的設計，這是一種稱為端部抽運的技術，它比側面抽運激光器產生更高的光束質量。模式清潔器可以用來改善光束質量，方法是使光束通過單模光纖，或是使用透鏡將未經準直的光束聚焦到針孔中重新調節光束的第二個透鏡。光束質量也會受到激光器組件狀況的影響。如果固體激光器的介質表面有缺陷，會導致波陣面畸變和散射，那么固體激光器的質量也會受到影響，這可能是由機械應力、激光器環境中的溫度變化或激光器自身熱膨脹引起的。透鏡缺陷也會影響質量。