Običajno uporabljena definicija kakovosti žarka vključuje polmer točke daljnega polja, divergenco daljnega polja akot, difrakcijska meja večkratnik U, Strehl razmerje, faktor M2 , vklop energijsko razmerje ciljne površine ali zanke itd.

Kakovost žarka je pomemben parameter laserja. Dva pogosta izraza kakovosti žarka staBPP in M2 ki so izpeljane na podlagi istega fizičnega koncepta in jih je mogoče pretvoriti drug od drugega. Kakovost laserskega žarka je pomembna, ker je ključna fizična količina za presojo, ali je laser dober ali ne in ali the je mogoče izvesti natančno obdelavo. Za številne vrste enomodnih izhodnih laserjev imajo visokokakovostni laserji običajno zelo visoko kakovost žarka, kar ustreza zelo majhnemuM2, kot je 1.05 ali 1.1. Poleg tega lahko laser ohranja dobro kakovost žarka skozi celotno življenjsko dobo inM2 vrednost je skoraj nespremenjena. Za lasersko natančno obdelavo, visoke kakovostižarek je bolj ugoden za oblikovanje, tako da lahko izvedemo lasersko obdelavo z ravnim vrhom brez poškodb podlage in brez toplotnega učinka. V praksi,M2 se večinoma uporablja za trdne in plinske laserje, medtem ko BPP se večinoma uporablja za laserje z vlakni pri označevanju specifikacij laserjev.

Kakovost laserskega žarka je običajno izražena z dvema parametrom: BPP in M². M²je pogosto zapisano kot M2. Naslednja slika prikazuje vzdolžno porazdelitev Gaussovega žarka, kjerW je polmer pasu žarka in θ je polovica razhajanja daljnega polja angle.

Pretvorba BPP in M2

BPP (Izdelek parametrov žarka) je opredeljen kot polmer pasu W pomnoženo z pol razhajanja daljnega polja angle θ:

         BPP = W × θ

The pol razhajanja daljnega polja angle θ Gaussovega žarka je:

        θ₀ = λ / πW₀

M² je razmerje produkta parametra žarka in produkta parametra žarka Gaussovega žarka osnovnega načina:

        M² =（W×θ）/（W₀×θ₀）= BPP /（λ / π）

Iz zgornje formule ni težko ugotoviti, da BPP je neodvisen od valovne dolžine, medtem ko M² tudi ni povezana z lasersko valovno dolžino. Povezani so predvsem z zasnovo votline in natančnostjo montaže laserja.

Vrednost M² je neskončno blizu 1, kar kaže na razmerje med resničnimi in idealnimi podatki. Ko so resnični podatki bližje idealnim, je kakovost žarka boljša, torej kdajM² je bližje 1, ustrezni divergenčni kot je manjši in kakovost žarka je boljša.

Merjenje BPP in M2
Za merjenje kakovosti žarka se lahko uporablja analizator kakovosti žarka. Kakovost žarka je mogoče meriti tudi z uporabo svetlobnega analizatorja s kompleksnim delovanjem. Podatki se zbirajo z različnih lokacij laserskega preseka in jih nato sintetizira z vgrajenim programom za izdelavoM2. M2 ni mogoče izmeriti, če pride do napačnega delovanja ali napake pri merjenju v procesu vzorčenja. Za meritve velike moči je potreben sofisticiran sistem dušenja, ki ohranja moč laserja v merljivem območju in preprečuje poškodbe površine zaznavanja instrumenta.

Jedro optičnega vlakna in številčno odprtino je mogoče oceniti po zgornji sliki. Za laserje z vlakni polmer pasu ω₀= premer jedra vlaken /2 = R, θ = grehα =α= NA (številčna odprtina vlaken).

Povzetek BPP, M2, in Beam Qualnost

Manjši kot je BPP, tem bolje kakovost laserskega žarka.

Za 1.08µm laserji z vlakni, M2 = 1, BPP = λ / π = 0,344 mm gospodoglas

za 10.6µm CO₂ laserji, enojni osnovni način M2 = 1, BPP = 3.38 mm gospodoglas

Ob predpostavki, da so koti razhajanja dveh enojnih temeljno način laserji (ali večnačin laserji z istim M2) so po ostrenju enaki, goriščni premer CO₂ laser je 10-krat večji od laserja z vlakni.

Bližje M2 je na 1, boljša je kakovost laserskega žarka.

Ko je laserski žarek notri Gavstralska porazdelitev ali blizu Gaussove porazdelitve, bližje je M2 je na 1, bližje kot je dejanski laser idealnemu Gaussovemu laserju, boljša je kakovost žarka.