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激光光束质量的重要性

理解激光雕刻机的光束质量对科研和工业应用都非常关键。

对于精细切割和钻孔，能够把光束聚焦到最小是非常重要的。这决定了切割和钻孔的精细度。

在科研应用中，例如激光雕刻机维修中使用的Gigawatt和Terawatt激光器，阿秒产生和测量，高阶非线性物理等方向，都要求最高的峰值功率。而在其他条件不变的情况下，光斑的大小决定了峰值功率的最大值。

横模

光斑横模被广泛用来描述光束的传播和强度分布模式。这些所谓横模其实是可能满足激光腔内边界条件的所有数学解。

M²光斑大小

TEM00模式是最为广泛需求的横模模式，因为这种模式的光斑是可能聚焦到最小的光斑并且有最为平整的波面。这对于很多应用实验是非常重要的。

M²作为一个常用的光斑质量参数，表示为实际光斑面积与最小高斯光斑面积的比值。

M²=1必然标志着该光束为高斯光束，然而反过来讲却未必正确，即高斯光束不一定是M²为1。理解这一点非常重要，因为甚至很多激光制造商也不清楚这一点。购买激光器时要尤其注意，以免商品不符合应用的需求。

M²是非常重要的参数，因为它决定了该光束能被聚焦的最小半径，进一步也基本决定了光束的最大峰值功率。对于很多非线性研究来说，高峰值功率是必须的。