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光束质量因子（M²因子）是衡量激光光束质量的重要参数，用于描述实际激光光束与理想高斯光束的偏离程度。以下是关于M²因子的定义、测量方法及其重要性的详细说明：定义M²因子是一个无量纲参数，定义为实际光束的束腰半径与发散角的乘积与理想基模高斯光束的对应乘积的比值。具体公式为：M2=理想基模高斯光束的束腰半径×理想基模高斯光束的发散角实际光束的束腰半径×实际光束的发散角理想光束：完美的基模高斯光束（TEM₀₀），其M²值为1。实际光束：由于激光腔设计缺陷、增益介质不均匀或光学元件失调等因素，实际光束的M²值通常大于1，且越接近1表示光束质量越高。狭缝式的 Dataray 光束分析仪在测试精度表现上较高，高精度可达0.1um。浙江束腰大小光束质量分析仪官方网站

2 µm 波段 Tm 光纤激光器“热透镜”动态观测场景：100 W 级 1940 nm Tm 激光器，研究功率提升时光束质量退化配置：相机放在水冷聚焦镜后，功率每增加 10 W 自动采一次 M²结果：70 W 以下 M²≈1.05；>80 W 后因热透镜 M² 升至 1.38，软件拟合给出热焦距 0.85 m，为后续端帽设计提供数据6. 14 µm 自由电子激光（FEL）单脉冲剖面场景：用户需要验证 FEL 单脉冲（≈10 µJ, 50 fs, 10 Hz）横模方法：利用相机 14 ms 热常数，10 Hz 重频刚好满足“单脉冲-单帧”条件；关闭快门做背景扣除结果：获得高斯-拉盖尔混合模，可见中心凹陷，与理论 LG₀₁ 模式吻合束腰大小光束质量分析仪装置通过WinCamD-LCM对光束的精确测量和分析，可以确保光学组件的正确对准。

应用领域激光光束分析：适用于MWIR/FIR/CO₂激光器的光束轮廓分析。现场服务：用于MWIR/FIR激光器及激光系统的现场维护和校准。光学装配与仪器对准：确保光学组件的精确对准。光束漂移与记录：实时监测光束的稳定性。M²测量：结合M2DU载物台，可进行光束传播因子M²的测量。发散角测量：用于评估激光光束的发散特性。焦点查找：帮助确定激光光束的比较好聚焦位置。软件支持WinCamD-IR-BB配备了DataRay功能强大的软件，支持M²测量、光束传播分析、发散角测量等功能。软件无许可费用，支持无限次安装，并提供**更新。注意事项在操作时，需注意保护设备，尤其是传感器暴露时。遵守比较大辐照度限制，避免超过相机的饱和辐照度。遵循适当的激光安全协议，确保操作安全。WinCamD-IR-BB凭借其高灵敏度、宽波长范围和强大的软件支持，成为中远红外激光光束分析的理想

用DataRay对2–16µm中红外飞秒激光器做完整测试，可按下面“硬件-流程-注意事项”三步一次性拿到M²、发散角、脉冲动态等全部结果。1.推荐硬件WinCamD-IR-BB（氧化钒微测辐射热计相机）‑2–16µm一步覆盖，17µm像素，10.8×8.2mm大面阵，SNR＞1000:1‑14ms热常数，>1kHz脉冲重复频率下可把飞秒/皮秒脉冲当作“准连续”直接成像，无需外部斩波器或TEC‑USB3.0端口供电，3m长线缆，方便隔离强激光区与操作台高功率附件‑PPBS保偏光束采样器（2–16µm，1000:1衰减，50W承受）‑ND-IR镀金反射滤光片（OD1&OD2）——可叠放，反射式避免热吸收M²套件‑M2DU-IR电动导轨+聚焦透镜（CaF₂/ZnSe，f=100–200mm典型），ISO11146自动拟合WinCamD-QD系列光束质量分析仪能够实时监测光束的漂移情况，并进行记录。

WinCamD 系列光束质量分析仪以其便携设计和实时监测功能，成为现场检测和实验室研究的得力助手。这些设备体积小巧，重量轻，便于携带和操作。其 USB 3.0 接口支持即插即用，无需外部电源适配器。WinCamD 系列支持实时数据处理，能够快速响应并记录光束的变化，适用于动态环境中的实时分析。3. 用户友好与强大的软件支持DataRay 的 WinCamD 系列光束质量分析仪配备用户友好的操作界面和强大的软件支持，确保了使用的便捷性和数据处理的高效性。其配套软件提供多种分析工具，包括光束校准、数据导出和报告生成等，满足不同用户的需求。此外，软件还支持多种图像处理选项，如背景采集与扣除、图像平均等，确保测量结果的准确性。WinCamD-IR-BB可以提供清晰的红外图像，帮助用户快速准确地获取目标的热信息和空间分布。浙江束腰大小光束质量分析仪官方网站

该设备尺寸为 73 mm × 73 mm × 52 mm，重量 422 克，便于携带和集成到现有系统中。浙江束腰大小光束质量分析仪官方网站

测量方法M²因子的测量基于ISO 11146标准，通常包括以下步骤：光束聚焦：使用无像差透镜将待测光束聚焦，创建人工束腰。光束传播测量：沿光束传播方向移动光束质量分析仪（如DataRay的WinCamD系列），在多个位置采集光束剖面。数据拟合：根据采集到的光束宽度数据，使用专业软件进行双曲线拟合，计算M²因子、束腰位置、束腰半径和发散角等参数。重要性M²因子是评估激光器性能和应用适用性的关键指标，其重要性体现在以下几个方面：聚焦能力：M²值越低，光束能被聚焦到更小的光斑，功率密度更高，适用于高精度激光加工和医疗应用。光束发散性：低M²值的光束在传播过程中发散更慢，能量传输更远且更集中。应用性能导向：在激光加工（切割、焊接）、非线性光学、光通信、医疗和激光器研发等**应用中，光束质量直接影响**终效果。浙江束腰大小光束质量分析仪官方网站