對于激光光斑的測量，不管是低功率還是高功率，這都是一項挑戰。最常用的測量方法不是實時的，并且需要一個或者多個元件沿著光軸掃描。單模或者多模的光纖激光器的使用越來越普遍。激光光斑的測量通常比較復雜，所以急需提出一種簡單易測的方法。我們研發出兩項技術，可以實時測量激光的M²值或者光束參數乘積，所測功率從低功率到30 kW的高功率。兩種方法分別是：預聚焦法和快速聚焦法。每種方法都運用了被動光學設計，不需要移動任何元件去獲取聚焦激光束的時間空間信息，這就是我們滿足ISO 11146-1 (2005)的M²值測量技術。

關鍵詞：M²，光束參數乘積，ISO 11146-1， 束腰測量

1. 引言

ISO 11146-1(2005)概括了測量激光M²的首選方法。雖然這個程序只有幾個字，但需要我們使用一個衍射極限透鏡或者一個像素化的照相機沿著光軸移動從而找到光斑束腰位置，其中至少5個點在第一瑞利長度范圍內，5個點在第二瑞利長度范圍外。在第一瑞利長度范圍內的5個點確定了光斑束腰及其位置，在第二瑞利長度范圍外的5個點確定了光束從透鏡開始的斜率，如：發散角。用一個二階矩陣對所有空間時間平面進行估算，從而得到M²。問題在于，時間和運動至少需要10個點，這就不利于實時的應用，例如：激光的產生系統或者動態校準。

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