Den ofte brukte definisjonen av strålekvalitet inkluderer fjernfeltspotradius, fjernfeltdivergens angle, diffraksjonsgrense multiplum U, Strehl forhold, faktor M2 , strøm på måloverflate eller sløyfeenergiforhold osv.

Strålekvalitet er en viktig parameter for laser. To vanlige uttrykk for strålekvalitet erBPP og M2 hvilken er utledet basert på det samme fysiske konseptet og kan konverteres fra hverandre. Laserstrålekvalitet er viktig fordi det er en viktig fysisk størrelse å bedømme om laseren er god eller ikke og om de presisjonsbehandling kan utføres. For mange typer enkeltmodusutgangslasere har høykvalitetslasere vanligvis svært høy strålekvalitet, tilsvarende en svært litenM2, for eksempel 1.05 eller 1.1. Dessuten kan laseren opprettholde god strålekvalitet gjennom hele levetiden, ogM2 verdien er nesten uendret. For laserpresisjonsmaskinering, høy kvalitetstråle er mer gunstig for forming, for å utføre laserbearbeiding med flat topp uten å skade underlaget og uten termisk effekt. I praksis,M2 brukes mest til solide og gasslasere, mens BPP brukes mest for fiberlasere ved merking av spesifikasjonene til lasere.

Laserstrålekvalitet uttrykkes vanligvis med to parametere: BPP og M². M²er ofte skrevet som M2. Følgende figur viser langsgående fordeling av Gaussstrålen, hvorW er strålen midjeradius og θ er divergenshalvdelen i fjernfeltet angle.

Konvertering av BPP og M2

BPP (Stråleparameterprodukt) er definert som midjeradius W ganget med fjern-felt divergens halvdel angle θ:

         BPP = W × θ

De fjern-felt divergens halvdel angle θ av Gaussisk stråle er:

        θ₀ = λ / πW₀

M² er forholdet mellom stråleparameterproduktet og stråleparameterproduktet til grunnmodus Gaussisk stråle:

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

Det er ikke vanskelig å finne ut fra formelen ovenfor BPP er uavhengig av bølgelengde, mens M² er heller ikke relatert til laserbølgelengde. De er hovedsakelig relatert til kavitetsdesign og monteringsnøyaktighet til laseren.

Verdien av M² er uendelig nær 1, noe som indikerer forholdet mellom de virkelige dataene og de ideelle dataene. Når de virkelige dataene er nærmere de ideelle dataene, er strålekvaliteten bedre, det vil si nårM² er nærmere 1, den tilsvarende divergensvinkelen er mindre, og strålekvaliteten er bedre.

Mål av BPP og M2
Strålekvalitetsanalysator kan brukes til å måle strålekvaliteten. Strålekvaliteten kan også måles ved å bruke lysanalysator med kompleks operasjon. Data samles inn fra forskjellige steder i lasertverrsnittet og syntetiseres deretter av et innebygd program for å produsereM2. M2 kan ikke måles hvis det er feiloperasjon eller målefeil i prøvetakingsprosessen. For høyeffektmålinger er det nødvendig med et sofistikert dempningssystem for å holde lasereffekten innenfor et målbart område og unngå skade på instrumentdeteksjonsoverflaten.

Den optiske fiberkjernen og den numeriske blenderåpningen kan estimeres i henhold til figuren ovenfor. For fiberlasere, midjeradius ω₀= fiberkjernediameter /2 = R, θ = syndα =α= NA (numerisk blenderåpning av fiber).

Sammendrag av BPP, M2, og Beam Qkvalitet

Jo mindre BPP, jo bedre laserstrålekvalitet.

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

For 10.6µm CO₂ lasere, enkel fundamental modus M2 = 1, BPP = 3.38 mm MRannonse

Forutsatt at divergensvinklene til to enkelt fundamental modus lasere (eller multi-modus lasere med samme M2) er de samme etter fokusering, brennvidden til CO₂ laseren er 10 ganger så stor som fiberlaseren.

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

Når laserstrålen er inne Gaussisk distribusjon eller nær gaussisk distribusjon, jo nærmere M2 er til 1, jo nærmere den faktiske laseren er den ideelle gaussiske laseren, jo bedre er strålekvaliteten.