激光器光束的质量，用什么参数来量化呢？

xuekuangyi · 发表于 2010-9-26 16:05

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刚拿到一支投影幕布用的激光笔，十米开外的光斑已经不成样子，衍射图案都出来了，成了一大坨，不再是出口的规则形状，一看就是玩具极的激光，没有经过专业调校，那大家的非玩具级的激光一定不会这样子了吧，光斑一定还说的过去，和出口的形状一样吧，发散也不严重，衍射造成的损失也很小吧，专业点的激光手电具体是怎么做到的呢主要是靠高质量的透镜和焦距调校么？
绿光由于是红外倍频得到的，属于二次激光，是不是就很好掌控，得到质量好的光束了呢？
又用怎样的参数来量化这个质量呢？

达文希 · 发表于 2010-9-26 16:41

激光的光束质量有很多参数衡量方法，因为各个领域关注不同，所以暂时没有统一的标准。
就目前有两种比较通行的参数。

参数1：M2 因子。

参数2：光束的束腰半径乘上束散角。

这两各参数本质是统一的，光束的束腰半径反映了光束本身的能量汇聚能力，  束散角反映光束的准直水平。  理论上，这个乘积是激光束的本原特性，不会因为光学透镜组的变换而改变。
说简单了，如果通过光学透镜改善束散角，那么代价必然是束腰半径的增大。

laomao0000 · 发表于 2010-9-26 16:41

参数最重要的是发散角，单位毫弧度

达文希 · 发表于 2010-9-26 16:51

束散角可能是一些桐油比较关心的问题。
所以，有的会加望远镜扩束镜组来压缩束散角。工业上也是这么做的。
但就像我上面说的，光束会增粗。当然光斑的功率密度（单位面积功率）就下来了。
那么对那些要秒蚊子，秒小强的桐油就不合适了。

xuekuangyi · 发表于 2010-9-26 17:11

4# 达文希
那我说的衍射问题呢，是不是一般的玩具是因为透镜平整度太差太差了还有杂质太多，导致呈现明显的同心圆的螺纹衍射图样？

laomao0000 · 发表于 2010-9-27 10:52

难道是牛顿环？没镀膜，反射比较强可能有牛顿环

xuekuangyi · 发表于 2010-9-27 18:01

6# laomao0000
的确像是牛顿环的干涉现象，而且还不大规则，激光管和透镜离的没这么近啊，怎么还会出这么严重的薄膜干涉？唉，频率单一了这些现象就是明显，而且这种简陋的半导体激光元件也没有个像样的谐振腔吧，光束质量实在是不敢恭维，不知道绿光会不会有质的提高。
还有，论坛里面的朋友们买的200mW左右的手电型的红色激光手电，光束质量怎么样呢？几百米内光斑形状和出口形状差不多么？
我接触过和半导体激光管频率差不多的氦氖气体激光器，虽然功率估计也不超过10mW，可是有个像样的相对硕大的谐振腔，而不是靠凸透镜来得到平行光……，光束质量真的是不可同日而语啊

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