1、光束質(zhì)量分析儀的使用、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)使用光束質(zhì)量分析儀BeamScope-P7探頭測(cè)量?光光束Mf2、學(xué)會(huì)使用激光質(zhì)量分析儀WinCamD頭觀察和測(cè)量激光光斑。二、實(shí)驗(yàn)原理M2是一個(gè)描述激光光束的不完善程度的無(wú)量綱參數(shù)。M2值越?。垂馐浇咏苌錁O限的TEM0。的理想光束），光束就越能夠緊聚焦成一個(gè)小光斑。沒(méi)有激光光束是完全理想的。由于光學(xué)諧振腔、激光介質(zhì)和輸出/輔助光學(xué)元件的影響，大多數(shù)光束都不是書(shū)本上介紹的“理想的”、衍射極限的、高斯截面的單一的TEM0。模式。復(fù)雜的光束可能包含多個(gè)TEMxy模式的貢獻(xiàn)，導(dǎo)致了較大的M2因子，即使是較好的實(shí)驗(yàn)室用的He-Ne!光也有1.1至M.2左右的

2、值，而不是具有理想的TEMoo模式下的1.0的M2值。簡(jiǎn)單的說(shuō)M2可以定義為：實(shí)際的光束與具有相同束腰大小的、理論上的衍射極限的光束的發(fā)散程度之比為：測(cè)量M2因子的前提條件是得到或形成一個(gè)可以測(cè)量的光束束腰。如圖一所示：,實(shí)際光熨yT到布瞟的白一牝距離漁船）;君.二“舌)中問(wèn)整聚注烏嵌入高斯光束升三圖2-1M2”嵌入高斯光束”的概念M2因子定義為:0口(2.1)4,實(shí)際光束束腰直徑/遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角理想Gauss光束束腰直徑父遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角式中一Wo為實(shí)際光束的光腰寬度；0為實(shí)際光束的遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角。光束質(zhì)量M2因子是表征激光束亮度高、空間相干性好的本質(zhì)參數(shù)。它將光場(chǎng)在空域及頻域的分布來(lái)表示光束質(zhì)量M2因子

3、，即M2=4ncrocs,便可知道M2因子能夠反映光場(chǎng)的強(qiáng)度分布與相位分布的特性。用M2因子作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)激光器系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控及輔助設(shè)計(jì)等具有十分重要的意義：（1） M2因子表示實(shí)際光束偏離基模高斯（TEMoo）光束（衍射極限）的程度。（2） M2因子綜合描述了光束的質(zhì)量，包括光束遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)特性。（3）光束通過(guò)理想光學(xué)系統(tǒng)后M2因子不變。盡管利用M2因子來(lái)評(píng)價(jià)激光束的質(zhì)量也有其局限性，M2因子仍不失為一種較為完善、合理的光束質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)其它評(píng)價(jià)方法來(lái)說(shuō)，M2因子能較好地反映光束質(zhì)量的實(shí)質(zhì)，具有較強(qiáng)的普適性，充分地反映了光強(qiáng)的空間分布，并且得到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的認(rèn)可。近年來(lái)，國(guó)

4、際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）多次組織公布文件，足以說(shuō)明其重要性。圖2-2具有相同M2值不同束腰寬度和不同發(fā)散角的曲線三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備光束質(zhì)量分析儀BeamScope-P裸頭、光束質(zhì)量分析儀WinCam解頭、計(jì)算機(jī)、激光光源圖3BeamScope-P7探頭圖4WinCamD探頭及其相關(guān)設(shè)備四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1、打開(kāi)DataRay軟件和激光光源，激光光源放在支架上與質(zhì)量分析儀透鏡稍遠(yuǎn)的地方，保證經(jīng)過(guò)透鏡的激光束腰在測(cè)量范圍內(nèi)。激光光源對(duì)準(zhǔn)光束質(zhì)量分析儀的透鏡正中心。然后取一張白紙貼緊透鏡正后面的孔，如圖3所示,觀察光斑使光斑對(duì)準(zhǔn)孔中心，這樣使激光光源、透鏡和孔在同一軸線上。2、單擊軟件界面菜單欄中的se

5、tup,然后選擇EnterWavelength輸入激光光源的波長(zhǎng)。單擊工具條上的®,觀察使激光對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)縫隙正中。然后單擊F進(jìn)行搜索。搜索完畢單擊G開(kāi)始進(jìn)行掃描，觀察光斑并記錄光斑X、Y方向上的直徑。（Clipa=13.5%、Clipb=50%）3、單擊工具條上的NZ,開(kāi)始進(jìn)行測(cè)量M的實(shí)驗(yàn)（如左圖）設(shè)置掃描起始和終點(diǎn)的位置。單擊“Setup”設(shè)置掃描MbqLiaredlParameiefb而”摘t|S7B0hhi'lomEilsioLens三innllrelETi0Onm15r25：.k.沿8:KOp時(shí)jj300pptJjSCO口匹OK參數(shù)（如下圖）。然后開(kāi)始掃描。4、觀察掃描

6、結(jié)果，根據(jù)束腰的位置重新設(shè)置起始和終點(diǎn)位置進(jìn)行精確的掃描。單擊ExportData輸出數(shù)據(jù)并記錄數(shù)據(jù)包括M值、Waistoutputresults和Waistsourceresults。5、使用WinCam觀察和測(cè)量激光光斑。軟件點(diǎn)擊“Device”-“WinCamD,調(diào)整光源使光源對(duì)準(zhǔn)CCD單擊g開(kāi)始采集圖像，觀察光斑并記錄數(shù)據(jù)。6、光源共有He-Ne激光器（波長(zhǎng)632.8nm）、半導(dǎo)體綠激光器（波長(zhǎng)532nm和半導(dǎo)體紅激光器（波長(zhǎng)655nm,對(duì)這三種激光進(jìn)行上述測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。7、在桌面上的“激光質(zhì)量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)”文件夾中建立以自己名字為名的文件火，然后把實(shí)驗(yàn)中掃描得到的所有圖像和輸出的數(shù)據(jù)都保存到該文件夾中。五、注意事項(xiàng)1、軟件開(kāi)啟的時(shí)候，不要電纜，以