隨著激光束被廣泛的運用在各種国产成人在线观看免费网站中，激光光束質量的好壞成為(wei) 了激光製造、激光加工等企業(ye) 所麵臨(lin) 的一個(ge) 非常重要的問題。光束質量分析儀(yi) 自從(cong) 20世紀90年代誕生以來，主要分為(wei) 機械掃描法和CCD/CMOS相機法這兩(liang) 種方式。CCD/CMOS相機有著體(ti) 積小、操作簡單、性價(jia) 比高等諸多優(you) 點，逐漸成為(wei) 當今評價(jia) 光束質量的主流方式。
光束質量分析儀(yi) 測量原理（一）
光束質量分析儀(yi) （光束輪廓分析儀(yi) ）是一種用於(yu) 激光束測量的重要工具，它不僅(jin) 可以測量激光束的整個(ge) 光強分布，也可以測量激光束的具體(ti) 形狀及大小。在一些激光国产成人在线观看免费网站（例如激光切割、激光打孔）方麵上，激光束的檢測是非常重要的，它影響著切割的精度以及鑽孔的質量。
目前市麵上使用較多光束測量方法有狹縫掃描法、刀口掃描法、麵陣相機法。狹縫法和刀口法掃描時間較長、且為(wei) 人工控製、測量精度難以把控。該測量方法操作複雜，容易出錯，多為(wei) 經驗豐(feng) 富的技術人員操作,但優(you) 勢在於(yu) 可以測量大功率激光。麵陣相機操作簡單、掃麵速度快、測量精度高、光譜響應範圍寬等諸多優(you) 點,成為(wei) 現在主流的光束測量方法。此外，相機前麵加上合適的衰減片，也可測量高功率激光。
以下主要介紹相機式光束質量分析儀(yi) 測量基本原理。
圖1光束質量分析儀(yi) 基本原理框圖
測量原理：
如圖一所示，激光器發射出來的激光，經過光路準直後，通過衰減片（將功率降低到一定程度，避免燒壞相機芯片，此外由於(yu) 背景光對實驗的測量結果影響很大，因此衰減片緊貼著相機）直射入相機的感光芯片。相機將采集到的激光信號傳(chuan) 到計算機進行封裝成偽(wei) 彩圖像進行處理，Z後根據軟件的算法，計算處光束寬度等激光參數，並根據偽(wei) 彩圖像建立光斑分布模型。
激光光束參數：
一、 光束強度（光強）
激光光束強度是指單位麵積上光束的平均能量（功率），又稱為(wei) 光強。計算公式如下：
電場強度，
磁場強度。它們(men) 分別表示為(wei) :
為(wei) 波長，
為(wei) 角頻率，
為(wei) 電場的振幅，
為(wei) 磁場的振幅。在各種光學效應中，主要是電場起主要作用，其又可表示為(wei) ：
n表示介質的折射率，
表示真空磁導率，c表示光波傳(chuan) 播速度。
光強在光軸位置Z大，越遠離光軸，光強越小。通常情況下，光強是圓柱對稱的高斯分布。表示為(wei) ：
表示光軸（r=0）處的光強，
定義(yi) 為(wei) 光束半徑，r為(wei) 光束橫截麵內(nei) ，距離光斑質心的長度。
二、光束束寬
圖2 光束切麵高斯分布圖
光束的寬度定義(yi) 一般分以下幾種。
（1）
定義(yi)
在光強分布曲線E(r)上，r為(wei) 徑向坐標，光強Z大值
的
處兩(liang) 點間的距離的一半定義(yi) 為(wei) 束寬
表示為(wei) ：
(2) 86.5% 環圍功率（能量）定義(yi)
以光斑質心為(wei) 中心畫圓，圓中包含的能量與(yu) 光斑總能量的比值為(wei) 86.5％,此時，圓的半徑定義(yi) 為(wei) 束寬
表示為(wei) ：
(3)刀口法
按照能量定義(yi) 光束寬度，總能量的10%-90%之間距離的一半定義(yi) 為(wei) 束寬，刀口法不需要考慮亮度飽和問題，不僅(jin) 能測量無規律的J差光束質量的激光束寬，也可測量大功率激光器的光束束寬。
(4)二階矩定義(yi)
目前國際按照ioses 11146統一標準的一種分析方法，即及激光束寬正比於(yu) 光束截麵上功率密度分布的二階中心矩，在直角坐標係中，光束在z處時的光強分布函數的二階矩表示為(wei) ：
和
表示當前位置到光斑質心坐標
的距離，
和
的表達式如下所示：
在實際測量中，計算光斑質心位置都是計算光斑各個(ge) 點的灰度值，因此質心位置又可表示為(wei) ：
則二階矩公式可以表示為(wei) ：
這種方法又稱之為(wei) “透鏡變換法”采用這種方法有以下幾種好處：
1. 可以實現遠場測量；
2. 像方束腰位置飄移較小；
3. 降低了由孔徑限製引起的衍射效應對近場束寬的影響；
4. 由於(yu) 上述是對整個(ge) x,y平麵積分，因此此積分是至少在捕獲光功率（能量）99%以上區域進行的，配合計算機的圖像處理係統可以快速的計算出光束束寬的大小。但此方法對高空間頻率的幹擾非常敏感，因此在測量中會(hui) 出現一定的基地噪聲，所以在測量的過程中要對噪聲做一定的處理。
三、遠場發散角
激光光束的傳(chuan) 播符合雙曲線定律，光束的遠場發散全角
可表示為(wei) 雙曲線兩(liang) 條漸近線之間的夾角,光束遠場發散角θ定義(yi) 為(wei) 光束遠場發散全角的一半，通常表示為(wei) 無窮遠處光束束寬和傳(chuan) 輸距離之比的J限。
圖3 光束束腰和遠場發散角
表示束腰直徑，
表示束腰半徑，
表示遠場發散全角，由激光光學可知，對基膜高斯光束有
（ 
表示為(wei) 基膜高斯光束束腰半徑）。由此可見激光束的波長與(yu) 束腰半徑和遠場發散角的乘積有關(guan) 。而在實際国产成人在线观看免费网站中，常用聚焦透鏡的焦距f和此焦距對應的束寬來計算遠場發散角的大小，可表示為(wei) ：
四、瑞利長度
瑞利長度通常表示為(wei) 束腰位置到光束束腰半徑的
倍所對應位置的距離。 在此範圍內(nei) ，光束的傳(chuan) 播可以近似認為(wei) 是水平的。
圖4 瑞利長度示意圖
瑞利長度的物理意義(yi) 表示為(wei) ：
（
表示為(wei) 高斯光束的束腰半徑)，b表示為(wei) 瑞利長度。
光束質量是對激光器輸出光束特性的質的評價(jia) ，因此對激光器的設計、製造、檢測和国产成人在线观看免费网站等方麵有著非常重要的作用。對於(yu) 不同的領域，評價(jia) 光束質量好壞的標準也不一樣，例如：激光測距和準直的国产成人在线观看免费网站需要激光光束的方向性好（發散角小）；激光全息国产成人在线观看免费网站需要激光光束相幹性好，激光手術和激光印刷等方麵的国产成人在线观看免费网站需要激光束的單色性好等等。
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RayCi軟件界麵示意圖
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相關(guan) 文獻：
1.Jingbiao C, Fengzhi W, Donghai Y, et al. Study on the beam quality of uncoupLED laser diode arrays[J]. Chinese Journal of Lasers B, 2001, 10(4): 241.
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3.閆宏宇. 高功率半導體(ti) 激光器的光束特性評價(jia) [D]. 長春: 長春理工大學, 2019.
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