光束传输因子M

光束传输因子——M²•1.定义•2.使用激光对象•3典型激光的M2值•M²实际上是光束腰宽与远场发射角的成绩对理想高斯光束的归一化，是一无量纲值，其定义式可以等效的写成下面的表达式：•有以上定义可知，它选基模高斯光束•作为理想光束/42DM其远场发射角基模高斯光束束腰宽度其远场发射角实际光束束腰宽度/400D•该定义有两个要点•a.同时包含远场和近场特性，能综合描述光的品质•b.以光束束腰直径和远场发射角的乘积来描述光束质量，乘积之平方就是亮度公式中光源发光面积和发射立方角之乘积。乘积越小激光束相干性越好，亮度越高。因此，M²能把激光束的本质特征表示出来适用激光对象•1.当关注激光的传输特性时，一般选用M²因子；M²因子可用于评价不同波长的低功率高斯型激光束的传输特性，但是他不适合用于高功率能量的激光光束质量的评价•2.当需要表征光束的非旋转对称特性时，建议选用M²因子矩阵。M²因子矩阵表示了光束的整体光束质量，与参考坐标系的选择无关光束质量因子的测量•光束质量因子的参数同时包含了远场和近场特性，能够综合描述光束的品质，且具有通过理想介质传输变换时不变的重要性质。而由上式可知，对光束质量因子的测量，归结为光束束腰宽度和光束远场发散角的测量。•Siegman提出用光束强度分布二阶矩表示束半宽，而对衍射角的测量有多种方法，如针孔扫描法，光阑法等等。几种典型光束的M因子•1.厄米——高斯光束•这种模式混合的光束质量因子表示，用直角坐标系的质量因子则是各模式相对强度的加权平均2002||)12(mnmnxCmM2002||)1(mnmnrCnmM•用径向质量因子表示则有2002||)1(mnmnrCnmM为权重因子，且mnC1||,2nmmnC显然，只有在该光束单纯又TEM模组成而无高阶模时，质量因子才可能有M²=1拉盖尔——高斯光束202||)12(plpplrClpM谢谢