एम 2 और बीपीपी

पराबैंगनीकिरण के उत्पादन और उपयोग में, बीम गुणवत्ता का पता लगाने और लक्षण वर्णन को शामिल करना अपरिहार्य है। एम 2 और बीपीपी दो सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली भौतिक मात्राएं हैं जो लेजर बीम की गुणवत्ता को व्यक्त करती हैं। एम 2 और बीपीपी एक ही भौतिक अवधारणा के आधार पर प्राप्त होते हैं, इसलिए उन्हें एक दूसरे में परिवर्तित किया जा सकता है।

बीम की गुणवत्ता महत्वपूर्ण होने का कारण यह है कि यह लेजर की गुणवत्ता का न्याय करने के लिए एक महत्वपूर्ण भौतिक मात्रा है और क्या इसे लेजर सटीक संसाधित किया जा सकता है। कई प्रकार के एकल-मोड आउटपुट लेजर के लिए, उच्च गुणवत्ता वाले लेजर में आमतौर पर उच्च बीम गुणवत्ता होती है, जो बहुत छोटे एम 2 के अनुरूप होती है, जैसे कि 1.05 या 1.1। और लेजर अपनी सेवा जीवन भर में एक अच्छी बीम गुणवत्ता बनाए रख सकते हैं, और M2 मूल्य लगभग अपरिवर्तित है । लेजर सटीक मशीनिंग के लिए, उच्च बीम गुणवत्ता के साथ एक लेजर बीम को आकार देने के लिए अधिक अनुकूल है, जिससे सब्सट्रेट को नुकसान पहुंचाए बिना और थर्मल प्रभाव के बिना फ्लैट-टॉप लेजर मशीनिंग का प्रदर्शन होता है। वास्तविक उपयोग में, लेजर विनिर्देशों को चिह्नित करते समय, एम 2 का उपयोग ज्यादातर ठोस-राज्य लेजर और गैस लेजर के लिए किया जाता है, जबकि बीपीपी का उपयोग ज्यादातर फाइबर लेजर के लिए किया जाता है।

बीम की गुणवत्ता को कैसे जांचना है? लेजर का वर्णन बीम गुणवत्ता आमतौर पर दो मापदंडों द्वारा व्यक्त की जाती है: बीपीपी और M²। M² भी अक्सर M2 के रूप में लिखा है, जो एम चुकता या M2 के रूप में पढ़ा जा सकता है । निम्नलिखित आंकड़ा गॉसियन बीम का देशांतर वितरण है, जहां बीम कमर त्रिज्या डब्ल्यू और सुदूर क्षेत्र विचलन कोण आधा कोण θ।

बीपीपी (बीम पैरामीटर उत्पाद) को बीम कमर त्रिज्या × सुदूर क्षेत्र विचलन कोण के रूप में परिभाषित किया गया है

बीपीपी =डब्ल्यू × θ

गॉसियन बीम का आधा क्षेत्र विचलन कोण:

θ0 =λ /

M²: मौलिक मोड गॉसियन बीम के बीम पैरामीटर उत्पाद के लिए बीम पैरामीटर उत्पाद का अनुपात:

M2=(W×θ)/(W0×θ0) = BPP/(λ/1)

उपरोक्त सूत्र से ढूंढना मुश्किल नहीं है, जहां बीपीपी का तरंगदैर्ध्य से कोई लेना-देना नहीं है, और M² कारक लेजर तरंगदैर्ध्य से भी संबंधित है। वे मुख्य रूप से लेजर गुहा डिजाइन और विधानसभा सटीकता से संबंधित हैं।

M² कारक का मूल्य असीम रूप से 1 के करीब है, जो वास्तविक डेटा और आदर्श डेटा के अनुपात का संकेत देता है। जब वास्तविक डेटा आदर्श डेटा के करीब होता है, तो बीम की गुणवत्ता बेहतर होती है। यही है, जब M² कारक 1 के करीब है, बीम की गुणवत्ता बेहतर है, इसी छोटे फर्क कोण ।

बीम गुणवत्ता के विश्लेषण के लिए, यह मुख्य रूप से माप के लिए बीम एनालाइजर पर निर्भर करता है। बीम गुणवत्ता विश्लेषक सटीक माप कर सकता है, लेकिन स्पॉट एनालाइजर के उपयोग के लिए जटिल संचालन की आवश्यकता होती है, विभिन्न पदों से लेजर क्रॉस-सेक्शन डेटा एकत्र करना, और फिर उपकरण के अंतर्निहित कार्यक्रम के माध्यम से M² डेटा संश्लेषित करना। यदि नमूना प्रक्रिया के दौरान परिचालन त्रुटियां या माप त्रुटियां हैं, तो आप M² के मूल्य को माप और विश्लेषण नहीं कर सकते हैं। उच्च शक्ति माप के लिए, अत्यधिक शक्ति के कारण उपकरण की पहचान सतह को नुकसान से बचने के लिए औसत दर्जे की सीमा के भीतर लेजर शक्ति रखने के लिए एक जटिल क्षीणन प्रणाली की आवश्यकता है ।

उपरोक्त आंकड़े के अनुसार, फाइबर कोर और संख्यात्मक एपर्चर का अनुमान लगाया जा सकता है। फाइबर लेजर के लिए, बीम कमर त्रिज्या ω0 = फाइबर कोर व्यास/2 = आर, θ = पापी = α = एनए (फाइबर संख्यात्मक एपर्चर)

यह इस से निष्कर्ष निकाला जा सकता है:

बीपीपी जितना छोटा होगा, लेजर बीम की गुणवत्ता उतनी ही बेहतर हो।

1.08um फाइबर लेजर के लिए, एकल मौलिक मोड M2 = 1, BPP = λ /0.344 मिमी mrad

10.2 um CO2 लेजर, एकल मौलिक मोड M2 = 1, BPP = 3.38 मिमी एमआरएडी के लिए

यह मानते हुए कि ध्यान केंद्रित करने के बाद दो एकल मौलिक मोड (या मल्टीमोड एम 2 समान है) लेजर, विचलन कोण समान है, फिर सीओ 2 लेजर का केंद्र व्यास फाइबर लेजर का 10 गुना है।

करीब M² 1 करने के लिए है, बेहतर लेजर की बीम गुणवत्ता।

जब लेजर बीम एक गॉसियन या पास-गॉसियन वितरण में होता है, तो वर्ग मीटर कारक 1 के करीब होता है, वास्तविक लेजर आदर्श गॉसियन लेजर के करीब होता है, और बीम की गुणवत्ता बेहतर होती है।