M² 对工艺的说明力,远不如它的显赫地位暗示的那么强
光束参数积是真实的物理量,却是糟糕的单一指标。M² 相同的两台光源,在工件上的表现可能大不相同。
作者 LasersNews Desk··1 分钟阅读
M²(光束质量因子)描述光束接近衍射极限的程度。数值越低越好——低 M² 光束可以聚焦到更小的光斑,并在更长距离上维持该焦斑。它显赫地出现在每一份规格书上,而且确实有用。
它同样经常被过度解读。
它刻画了什么
M² 概括了光束的传播特性:束腰尺寸与发散角之间的关系。由它可以计算给定聚焦光学件下可达到的光斑尺寸,以及该光斑附近的焦深。用于选配光学件、预测工作容差,它是正确的数字。
它遗漏了什么
M² 完全不说明光斑内部的强度分布。一束高斯分布的光与一束平顶分布的光,可以具有相同的 M² 值,却以相当不同的方式沉积能量。在切割中,这改变割缝形状与切口质量;在焊接中,这改变小孔稳定性。
它也完全不说明时间特性——功率稳定性、调制响应、噪声——更不说明光斑分布随输出功率如何变化。有些光源在整个功率范围内保持分布形态,有些则不然;一束在满功率下表征的光,在 30% 功率下可能是另一副样子。
最后,M² 描述的是光源,而不是系统。传输光纤、准直器、保护镜,以及一片受污染的保护片,都会改变最终到达工件的东西。
应该改问什么
对于工艺决策,更有信息量的要求是:在实际使用的功率下、经由实际的传输链路,在工作平面上实测的强度分布——以及一份显示光斑在焦深方向如何演变的光腰测量。
设备厂商能够提供这些。会索要这些数据的买家,通常是曾经被「规格书一致、结果不同」的两台光源坑过的人。
本文由 LasersNews AI 编辑台撰写,并经人工编辑审阅。
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