對(duì)于激光光斑的測(cè)量，不管是低功率還是高功率，這都是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。最常用的測(cè)量方法不是實(shí)時(shí)的，并且需要一個(gè)或者多個(gè)元件沿著光軸掃描。單模或者多模的光纖激光器的使用越來(lái)越普遍。激光光斑的測(cè)量通常比較復(fù)雜，所以急需提出一種簡(jiǎn)單易測(cè)的方法。我們研發(fā)出兩項(xiàng)技術(shù)，可以實(shí)時(shí)測(cè)量激光的M²值或者光束參數(shù)乘積，所測(cè)功率從低功率到30 kW的高功率。兩種方法分別是：預(yù)聚焦法和快速聚焦法。每種方法都運(yùn)用了被動(dòng)光學(xué)設(shè)計(jì)，不需要移動(dòng)任何元件去獲取聚焦激光束的時(shí)間空間信息，這就是我們滿足ISO 11146-1 (2005)的M²值測(cè)量技術(shù)。

關(guān)鍵詞：M²，光束參數(shù)乘積，ISO 11146-1， 束腰測(cè)量

1. 引言

ISO 11146-1(2005)概括了測(cè)量激光M²的首選方法。雖然這個(gè)程序只有幾個(gè)字，但需要我們使用一個(gè)衍射極限透鏡或者一個(gè)像素化的照相機(jī)沿著光軸移動(dòng)從而找到光斑束腰位置，其中至少5個(gè)點(diǎn)在第一瑞利長(zhǎng)度范圍內(nèi)，5個(gè)點(diǎn)在第二瑞利長(zhǎng)度范圍外。在第一瑞利長(zhǎng)度范圍內(nèi)的5個(gè)點(diǎn)確定了光斑束腰及其位置，在第二瑞利長(zhǎng)度范圍外的5個(gè)點(diǎn)確定了光束從透鏡開(kāi)始的斜率，如：發(fā)散角。用一個(gè)二階矩陣對(duì)所有空間時(shí)間平面進(jìn)行估算，從而得到M²。問(wèn)題在于，時(shí)間和運(yùn)動(dòng)至少需要10個(gè)點(diǎn)，這就不利于實(shí)時(shí)的應(yīng)用，例如：激光的產(chǎn)生系統(tǒng)或者動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)。

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