出射光束平行度檢測的核心項目解析
一、發散角測量
- 使用準直儀配合位置傳感器，測量光束在遠場（如數米外）的光斑尺寸。
- 通過公式 ?=arctan?(Δ?/2?)θ=arctan(Δd/2L) 計算發散角（Δ?Δd為光斑直徑變化，?L為傳播距離）。 評判標準：工業激光器通常要求發散角＜1 mrad，高精度場景需＜0.1 mrad。
二、光束直徑變化率檢測
- 在多個固定距離點（如1m、5m、10m）測量光束直徑，計算變化率。
- 使用CCD相機或光束分析儀捕捉光斑并提取直徑數據。 評判標準：理想平行光束直徑變化率趨近于0，實際應用中需根據場景設定閾值。
三、光斑形狀分析
- 采集光斑圖像，計算橢圓度（長短軸比值）及強度分布均勻性。
- 使用軟件分析光斑的環狀結構或畸變（如桶形/枕形失真）。 評判標準：高質量平行光束的光斑接近圓形，且強度分布呈高斯或平頂分布。
四、波前平整度檢測
- 采用干涉儀（如菲索干涉儀）生成干涉條紋，分析波前相位分布。
- 計算波前誤差（RMS值）及峰谷值（PV值）。 評判標準：精密光學系統要求波前誤差＜λ/10（λ為波長）。
五、光軸穩定性測試
- 連續監測光束中心位置（如使用四象限探測器），記錄偏移量。
- 結合振動隔離臺，排除外部干擾，測試長期漂移特性。 評判標準：高穩定系統要求漂移量＜1%光束直徑/小時。
六、M²因子測定
- 測量光束在近場（聚焦位置）和遠場的束腰直徑及發散角。
- 通過公式 ?2=??0?4?M2=4λπω0?θ? 計算（?0ω0?為束腰半徑，?θ為發散角）。 評判標準：工業激光器通常M²＜1.3，單模光纖激光器可達M²≈1.05。
七、環境因素敏感性測試
- 在溫控箱中模擬極端環境，監測發散角及光斑形變。
- 對比不同濕度下的光束指向穩定性。 評判標準：根據應用環境制定（如溫度每變化1℃，發散角偏移＜0.01 mrad）。
檢測標準與場景適配
- 激光切割：側重發散角與光斑直徑穩定性，確保切口精度。
- 空間通信：嚴格要求波前平整度與光軸穩定性，減少信號衰減。
- 生物成像：重視光斑均勻性，避免成像偽影。
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