Den almindeligt anvendte definition af strålekvalitet inkluderer fjernfeltspotradius, fjernfeltsdivergens angle, diffraktionsgrænse multiplum U, Strehl forhold, faktor M2 , tænd måloverflade eller sløjfeenergiforhold osv.

Strålekvalitet er en vigtig parameter for laser. To almindelige udtryk for strålekvalitet erBPP og M2 hvilken er afledt ud fra det samme fysiske koncept og kan konverteres fra hinanden. Laserstrålekvaliteten er vigtig, fordi det er en væsentlig fysisk størrelse at bedømme, om laseren er god eller ej, og om det præcisionsbehandling kan udføres. For mange slags single-mode output lasere har højkvalitetslasere normalt meget høj strålekvalitet, svarende til en meget lilleM2, såsom 1.05 eller 1.1. Desuden kan laseren opretholde en god strålekvalitet i hele sin levetid, ogM2 værdien er næsten uændret. Til laserpræcisionsbearbejdning, høj kvalitetbjælke er mere befordrende for formgivning, så der kan udføres laserbearbejdning med flad top uden at beskadige underlaget og uden termisk effekt. I praksis,M2 bruges mest til solide og gaslasere, mens BPP bruges mest til fiberlasere ved mærkning af specifikationer for lasere.

Laserstrålekvalitet udtrykkes normalt af to parametre: BPP og M². M²er ofte skrevet som M2. Den følgende figur viser den langsgående fordeling af den gaussiske stråle, hvorW er bjælken talje radius og θ er afstandsfeltets divergenshalvdel angle.

Konvertering af BPP og M2

BPP (Beam Parameter Produkt) er defineret som taljeradius W ganget med fjern-felt divergens halvdel angle θ:

         BPP = W × θ

Det fjern-felt divergens halvdel angle θ af Gaussisk stråle er:

        θ₀ = λ / πW₀

M² er forholdet mellem stråleparameterproduktet og stråleparameterproduktet for den fundamentale Gaussiske stråle:

        M² =（W×θ）/（W₀×θ₀）= BPP /（λ / π）

Det er ikke svært at finde ud af ovenstående formel BPP er uafhængig af bølgelængde, mens M² er heller ikke relateret til laserbølgelængde. De er hovedsageligt relateret til kavitetsdesignet og monteringsnøjagtigheden af ​​laseren.

Værdien af M² er uendeligt tæt på 1, hvilket indikerer forholdet mellem de reelle data og de ideelle data. Når de rigtige data er tættere på de ideelle data, er strålekvaliteten bedre, det vil sige hvornårM² er tættere på 1, den tilsvarende divergensvinkel er mindre, og strålekvaliteten er bedre.

Måling af BPP og M2
Strålekvalitetsanalysator kan bruges til at måle strålekvaliteten. Strålekvaliteten kan også måles ved at bruge lysanalysator med kompleks drift. Data indsamles fra forskellige steder i lasertværsnittet og syntetiseres derefter af et indbygget program for at producereM2. M2 kan ikke måles, hvis der er fejlfunktion eller målefejl i prøvetagningsprocessen. Til højeffektmålinger er et sofistikeret dæmpningssystem nødvendigt for at holde lasereffekten inden for et målbart område og undgå enhver beskadigelse af instrumentdetektionsoverfladen.

Den optiske fiberkerne og den numeriske blænde kan estimeres i henhold til figuren ovenfor. For fiberlasere, taljeradius ω₀= fiberkernediameter /2 = R, θ = syndα =α= NA (numerisk åbning af fiber).

Sammenfatning af BPP, M2, og Beam Qkvalitet

Jo mindre BPP, jo bedre laserstrålekvalitet.

For 1.08µm fiberlasere, M2 = 1, BPP = λ / π = 0,344 mm Hrannonce

For 10.6µm CO₂ lasere, enkelt fundamental tilstand M2 = 1, BPP = 3.38 mm Hrannonce

Det antages, at divergensvinklerne af to enkelt grundlæggende mode lasere (eller multi-mode lasere med samme M2) er de samme efter fokusering, brændvidden af ​​CO₂ laser er 10 gange fiberlaserens.

Jo tættere M2 er til 1, jo bedre er laserstrålekvaliteten.

Når laserstrålen er inde Gaussisk fordeling eller nær gaussisk fordeling, jo tættere er M2 er på 1, jo tættere den faktiske laser er på den ideelle Gauss-laser, jo bedre er strålekvaliteten.