激光主要有四大特性，分別為高亮度、方向性好、單色性好、高相干性。這些特性彼此關(guān)聯(lián)，使得激光能夠適用于不同的場景。

激光的高亮度是區(qū)別于普通光源的重要特征，而提高功率和亮度也是激光器發(fā)展的永恒課題。何為高亮度，用技術(shù)語言表達就是描述光束質(zhì)量的指標M2越接近于1。

近年來，隨著技術(shù)的提升，國產(chǎn)光纖激光器已逐步突破功率的限制，從12KW，到20KW，目前市面上最高已推出功率為30KW的光纖激光器，下一步就是50KW。大家關(guān)注和比拼的也是誰的激光器輸出功率更大，卻忽略了誰的光束質(zhì)量更好。

今天就讓我們一起來看一看何為高亮度，以及高亮度的優(yōu)勢和意義。

激光器發(fā)出來的激光，是這個樣子，先在近場匯聚，然后在遠場發(fā)散開

其中，

束腰半徑w0是激光束在近場匯聚到最小截面處的半徑；

瑞利長度ZR是束腰增加 √2倍時的位置；

遠場定義為4倍瑞利長度之外的范圍，近場定義為4倍瑞利長度以內(nèi)范圍；

遠場發(fā)散角θ表征激光束在遠場的發(fā)散程度。

光束質(zhì)量是表征激光束特性的核心參數(shù)，是激光器的一個重要指標，用來衡量激光束在特定情況下聚焦的程度。常用的量化光束質(zhì)量的方法有：光束參數(shù)乘積（BPP）和M2因子。

BPP（Beam Parameter Product）：光束參數(shù)乘積，定義為束腰半徑（w₀）乘以遠場發(fā)散角（θ）：

M2：光束參數(shù)乘積與基模高斯光束的光束參數(shù)乘積的比值，可與BPP進行換算：

通過由以上公式我們不難發(fā)現(xiàn)：BPP與波長是無關(guān)的，而M2因子與激光波長有關(guān)。

M2因子數(shù)值無限接近于1，表示真實數(shù)據(jù)和理想數(shù)據(jù)的比值，當(dāng)真實數(shù)據(jù)越接近于理想數(shù)據(jù)時，則光束質(zhì)量越好。

對于1070nm波長的光纖激光器來說，理想的參數(shù)應(yīng)是：

當(dāng)光纖激光器BPP或M2參數(shù)越接近這個數(shù)值，則光束質(zhì)量越好，對應(yīng)的發(fā)散角度越小。

通常，我們使用光束分析儀來測量激光器的光束質(zhì)量，讓分析儀與光路產(chǎn)生相對運動，采集多個位置的X、Y、Z信息，以此確定束腰大小、位置和發(fā)散角，并推算出瑞利長度和BPP或M2。

常用的有刀口法和狹縫法，這兩者的思想基本是一致的，即利用一個刀口或者狹縫掃描過光束，測繪出一個切面的光場分布，然后通過上下移動，測繪出不同距離的切面，最后得出立體的光場分布。

亮度（Br）定義：單位面積與單位立體角內(nèi)的功率密度。按照我們之前提到的，光纖激光器的纖芯面積，遠場立體角。

根據(jù)上述公式，不難看出：所謂的高亮度，就是在同等功率下，擁有更高的光束質(zhì)量（即BPP或M2更?。?/p>

光惠激光（GW Laser Tech）作為高亮度激光器全球領(lǐng)先者，專注于976nm的高亮度光纖激光器研發(fā)，引領(lǐng)了光纖激光器發(fā)展的潮流。

光惠激光的單模10μm極限光纖輸出激光器，M2＜1.1，以及50kw 100μm光纖激光器擁有接近物理極限的能量密度。

常規(guī)100μm芯徑的單模4kW激光器M2＜1.3、多模12kW激光器BPP<4。

▲ 光惠激光YLPS系列單模組4KW激光器

▲ 光惠激光YLPM系列多模組20KW激光器

近年來，高功率激光器正逐漸成為市場主力軍，光纖激光器也在朝著功率更高的方向前進，12KW激光器已成為目前主流激光器廠商的標配。去年，光惠激光的20KW激光器銷量大幅增長；目前，40KW激光器也逐漸開始出貨。

當(dāng)前的高功率光纖激光器絕大部分是由多模塊合束而成，即把多個激光模塊輸出的光耦合到一根光纖里輸出，相比于單個激光模塊的輸出光纖纖芯，多個模塊合束后的輸出光纖纖芯直徑要更大，光束質(zhì)量也相應(yīng)要更低。

若是忽略光束質(zhì)量，通過多模塊合束方案，再高的功率都可以實現(xiàn)。但是，隨著技術(shù)進步與產(chǎn)業(yè)升級，制造業(yè)會逐步走向高端化，這勢必會對激光器提出越來越高的要求，不僅僅滿足于功率的增加，更注重亮度的提升。那些一味提升功率、不注重亮度的高功率激光器將很快被市場淘汰。

光惠激光（GW Laser Tech）從成立之初，就致力于高亮度激光器的研發(fā)，將增加功率與提升亮度并重齊驅(qū)。通過對單激光模塊技術(shù)、光纖熔接、合束方案等多方面的優(yōu)化，實現(xiàn)了激光亮度的進一步提高。在同等功率條件下，經(jīng)過相同的光學(xué)系統(tǒng)準直聚焦后，焦點處光斑更小，能量密度更高。這在激光加工應(yīng)用上直接表現(xiàn)為：同等功率下，加工速度更快；同等加工速度下，所需功率更小。

以光惠激光的YLPM系列20KW激光器切割為例，同樣的功率下對比其他某激光器，切割速度更快，且這一優(yōu)勢在切割高反材料上尤為明顯。

高亮度激光器是激光行業(yè)發(fā)展的一個重要方向，目前的高功率激光器市場已出現(xiàn)明顯的同質(zhì)化，各大激光器廠商紛紛在往疊加功率的方向上前進。

光惠激光不僅在意激光功率的增加，更加注重激光亮度的提升。未來將繼續(xù)在高亮度方向不斷深耕探索，讓激光器擁有更優(yōu)的光束質(zhì)量和加工性能，助力客戶提升加工效率。