لیزرهای فیبر در همه جای دنیای مدرن وجود دارد. با توجه به طول موج های متفاوتی که می توانند تولید کنند، آنها به طور گسترده در محیط های صنعتی برای انجام برش، علامت گذاری، جوشکاری، تمیز کردن، بافت، حفاری و موارد دیگر استفاده می شوند. آنها همچنین در زمینه های دیگر مانند مخابرات و پزشکی استفاده می شوند.

لیزرهای فیبر از یک کابل فیبر نوری ساخته شده از شیشه سیلیکا برای هدایت نور استفاده می کنند. پرتو لیزر حاصل از سایر انواع لیزرها دقیق تر است زیرا مستقیم تر و کوچکتر است. آنها همچنین دارای ردپای کوچک، راندمان الکتریکی خوب، نگهداری کم و هزینه های عملیاتی پایین هستند.

اگر می خواهید همه چیزهایی را که باید در مورد لیزرهای فیبر بدانید، یاد بگیرید، به خواندن ادامه دهید.

• لیزر فیبر چه زمانی اختراع شد؟
• انواع لیزرهای فیبر چیست؟
• تفاوت بین لیزرهای فیبر و لیزر CO2 چیست؟
• دستگاه لیزر فیبر چیست؟
• طول عمر لیزر فیبر چقدر است؟
• لیزر فیبر چگونه کار می کند (و چه اجزایی دارد)؟
• پارامترهای لیزر چیست؟

لیزر فیبر چه زمانی اختراع شد؟

الیاس اسنیتزر لیزر فیبر را در سال 1961 اختراع کرد و استفاده از آن را در سال 1963 نشان داد. با این حال، کاربردهای تجاری جدی تنها در دهه 1990 ظاهر شد.

چرا اینقدر طول کشید؟ دلیل اصلی این است که فناوری لیزر فیبر هنوز در مراحل اولیه بود. به عنوان مثال، لیزرهای فیبر تنها می توانند چند ده میلی وات ساطع کنند در حالی که بیشتر کاربردها حداقل به 20 وات نیاز دارند. همچنین هیچ وسیله ای برای تولید نور پمپ با کیفیت بالا وجود نداشت، زیرا دیودهای لیزری به خوبی امروز عمل نمی کردند.

در اینجا برخی از لحظات کلیدی در تاریخ فناوری لیزر فیبر وجود دارد که به سال 1917 زمانی که آلبرت انیشتین پایه های آن را پایه گذاری کرد، باز می گردد.

• 1917 – انتشارات تحریک شده کشف شد (آلبرت انیشتین).
• 1957 – چارچوب نظری لیزر ایجاد شد (گوردون گولد).
• 1960 – اولین لیزر – یک لیزر یاقوتی – ساخته شد (تد میمن).
• 1960 – پرتوهای لیزر موج پیوسته برای اولین بار تولید شد.
• 1960 – اصطلاح “فیبر نوری” (Narinder Kapany) ابداع شد.
• 1961 – حالت های نوری در الیاف شیشه اختراع شد (الیاس اسنیتزر).
• 1962 – سوئیچینگ Q، تکنیکی برای تولید پرتوهای لیزری پالسی، نشان داده شد (رابرت دبلیو. هلوارث و آر جی مک‌کلانگ).
• 1963 – اولین لیزر فیبر نشان داده شد (الیاس اسنیتزر).
• 1964 – روشی برای حذف ناخالصی ها از الیاف شیشه و در نتیجه محدود کردن اتلاف نور کشف شد (چارلز کائو و جورج هاکام).
• 1988 – اولین لیزر فیبر دو لایه نشان داده شد (الیاس اسنیتزر).
• 1990 – سد وات با لیزر فیبر 4 واتی دوپ شده با اربیوم شکسته شد.
• 2004 – لیزر و تقویت کننده فیبر سیلیکا تک حالته (دیوید ان. پین) اختراع شد.

امروزه، پیشرفت‌های مهمی در فناوری لیزر فیبر در حال انجام است و آن را کارآمدتر، قدرتمندتر و در دسترس‌تر می‌سازد. برخی از برنامه های کاربردی آینده شامل تمیز کردن لیزر و بافت لیزری است که می تواند جایگزین فناوری های آلاینده شود و به سبزتر شدن جهان کمک کند.

انواع لیزرهای فیبر چیست؟

به طور کلی، لیزرهای فیبر را می توان با استفاده از معیارهای زیر دسته بندی کرد:

• منبع لیزر: لیزرهای فیبر با توجه به موادی که منبع لیزر با آن مخلوط شده است متفاوت است. برخی از نمونه ها عبارتند از: لیزرهای فیبر دوپ شده با ایتربیوم، لیزرهای فیبر دوپ شده با تولیوم و لیزرهای فیبر دوپ شده با اربیوم. همه این نوع لیزرها برای کاربردهای مختلفی استفاده می شوند زیرا طول موج های متفاوتی تولید می کنند. .
• نحوه عملکرد: انواع مختلف لیزر پرتوهای لیزر را به طور متفاوتی منتشر می کنند. پرتوهای لیزر را می‌توان با یک نرخ تکرار تعیین‌شده برای رسیدن به توان‌های پیک بالا (لیزرهای فیبر پالسی) پالس کرد، همانطور که در مورد لیزرهای «سوئیچ q»، «سوئیچ افزایش» و «حالت قفل‌شده» وجود دارد. یا، می توانند پیوسته باشند، به این معنی که به طور مداوم همان مقدار انرژی را ارسال می کنند (لیزرهای فیبر موج پیوسته).
• توان لیزر: توان لیزر بر حسب وات بیان می شود و نشان دهنده توان متوسط ​​پرتو لیزر است. به عنوان مثال، شما می توانید یک لیزر فیبر 20 وات، یک لیزر فیبر 50 وات و غیره داشته باشید. لیزرهای پرقدرت سریعتر از لیزرهای کم توان انرژی بیشتری تولید می کنند.
• حالت: حالت به اندازه هسته (محل عبور نور) در فیبر نوری اشاره دارد. دو نوع حالت وجود دارد: لیزرهای فیبر تک حالته و لیزرهای فیبر چند حالته. قطر هسته برای لیزرهای تک حالته کوچکتر است، معمولاً بین 8 تا 9 میکرومتر، در حالی که برای لیزرهای چند حالته، معمولاً بین 50 تا 100 میکرومتر بزرگتر است. به عنوان یک قاعده کلی، لیزرهای تک حالته نور لیزر را کارآمدتر منتقل می کنند و کیفیت پرتو بهتری دارند.

لیزرهای فیبر را می توان به روش های بسیار دیگری دسته بندی کرد، اما دسته بندی هایی که در اینجا ذکر شده رایج ترین آنها هستند. اگر می خواهید نمونه هایی از لیزرهای فیبر ادغام شده در محصولات را ببینید، این پیوندها را دنبال کنید:

• سیستم های مارک لیزر فیبر 
• سیستم های مارک لیزر فیبر با قدرت بالا 
• دستگاه های مارک لیزر فیبر 
• دستگاه های تمیز کننده لیزر فیبر 

تفاوت بین لیزرهای فیبر و لیزر CO2 چیست؟

تفاوت اصلی بین لیزرهای فیبر و CO2 در منبع ایجاد پرتو لیزر است. در لیزرهای فیبر، منبع لیزر شیشه سیلیسی است که با یک عنصر خاکی کمیاب مخلوط شده است. در لیزرهای CO2، منبع لیزر مخلوطی از گازها است که شامل دی اکسید کربن است.

لیزرهای فیبر به دلیل وضعیت منبع آنها، لیزرهای حالت جامد و لیزرهای CO2 به عنوان لیزرهای حالت گاز در نظر گرفته می شوند.

این منابع لیزری نیز طول موج های مختلفی تولید می کنند. برای مثال، لیزرهای فیبر، طول موج‌های کوتاه‌تری تولید می‌کنند که برخی از نمونه‌ها بین ۷۸۰ تا ۲۲۰۰ نانومتر هستند. از سوی دیگر، لیزرهای CO2، طول موج‌های بلندتری تولید می‌کنند که معمولاً بین 9600 نانومتر تا 10600 نانومتر است.

آنها به دلیل طول موج های متفاوتی که دارند برای کاربردهای مختلفی استفاده می شوند. به عنوان مثال، لیزرهای فیبر 1064 نانومتری معمولاً برای کاربردهای پردازش فلز ترجیح داده می شوند. برش لیزری یک استثنا قابل توجه است، جایی که لیزر CO2 اغلب به برش فلزات ترجیح داده می شود. لیزرهای CO2 نیز به خوبی با مواد آلی واکنش نشان می دهند.

اگر بین این دو بحث می کنید، پست ما را در مورد انتخاب بین لیزر CO2 و فیبر بخوانید.

دستگاه لیزر فیبر چیست؟

هنگامی که یک سیستم لیزر فیبر به یک محلول آماده برای استفاده مهندسی می شود، آن محلول را دستگاه لیزر فیبر می نامند. در حالی که سیستم لیزر OEM ابزاری است که عملیات را انجام می دهد، دستگاه لیزر چارچوبی است که ابزار در آن یکپارچه شده است.

دستگاه های لیزر می توانند اطمینان حاصل کنند که:

• کارگران با ارائه ایمنی لیزر و استخراج دود 100٪ ایمن هستند
• اجزای مکانیکی برای خودکار کردن عملیات یا تسهیل کار اپراتور گنجانده شده است
• فرآیند لیزر برای یک عملیات خاص تنظیم شده است

به عنوان مثال، دستگاه لیزر فیبر نشان داده شده در اینجا شامل یک میز دوار، یک شاخص چرخشی، یک محفظه ایمنی لیزر کلاس 1، یک دستگاه استخراج دود، یک دوربین بینایی و یک HMI است.

اگر می خواهید نمونه های بیشتری از دستگاه های لیزر فیبر را ببینید، این لینک ها را دنبال کنید:

• دستگاه های مارک لیزری
• دستگاه های لیزر پاک کننده

طول عمر لیزر فیبر چقدر است؟

بیشتر منابع آنلاین ادعا می کنند که لیزرهای فیبر 100000 ساعت دوام می آورند در حالی که لیزرهای CO2 30000 ساعت دوام می آورند. این کاملا درست نیست. این اعداد به مقداری به نام “میانگین زمان بین خرابی ها” (MTBF) اشاره دارند که برای همه لیزرهای فیبر یکسان نیست. در واقعیت، شما اعداد مختلفی را برای انواع لیزرهای فیبر خواهید دید.

MTBF قابلیت اطمینان یک لیزر را با نشان دادن چند ساعت کارکرد لیزر قبل از وقوع خرابی اندازه گیری می کند. با آزمایش چندین واحد لیزر و سپس تقسیم تعداد کل ساعات عملیاتی بر تعداد کل خرابی ها به دست می آید.

اگرچه این مقدار دقیقاً به شما نمی گوید که یک لیزر فیبر چقدر می تواند دوام بیاورد، هنوز هم ایده خوبی از قابلیت اطمینان لیزر ارائه می دهد.

اگر واقعاً می خواهید از طول عمر دقیق لیزر فیبر بدانید، ناامید خواهید شد زیرا پاسخ واقعی وجود ندارد. در حقیقت، لیزرهای فیبر در طول عمر خود نقاط حساسی دارند که ممکن است از کار بیفتند.

اگر لیزر شما در هر یک از این لحظات با شکست مواجه شد، باید بدانید:

• عمر اولیه: اگر لیزر فیبر دارای خطاهای ساخت باشد، احتمالاً در مراحل اولیه با شکست مواجه خواهد شد. باید اطمینان حاصل کنید که ضمانت خرید دارید که خطاهای ساخت را پوشش می دهد تا لیزر را بدون هیچ هزینه ای تعویض کنید.
• عمر عادی: زمانی که اولین دوره حیاتی اولیه زندگی را پشت سر گذاشتید، مقدار MTBF ایده خوبی از احتمال شکست لیزرتان به شما ارائه می دهد. MTBF بالا تضمین خوبی است که همه چیز به خوبی پیش خواهد رفت، اما تضمینی نیست. شما می توانید برای خرابی در طول زندگی عادی به روش های مختلف آماده شوید: یک لیزر یدکی به راحتی در دسترس داشته باشید، یک لیزر اجاره کنید در حالی که لیزر شما در حال تعمیر است یا یک ضمانت خرید طولانی مدت داشته باشید.
• پایان عمر: زمانی که لیزرهای فیبر به پایان عمر خود نزدیک می شوند، احتمال خرابی به شدت افزایش می یابد. حتی در این صورت، یک لیزر صنعتی با کیفیت بالا اغلب می تواند از MTBF خود عبور کند.

لیزر فیبر چگونه کار می کند (و چه اجزایی دارد)؟

لیزرهای فیبر از نور پمپی که دیودهای لیزر نامیده می شود استفاده می کنند. این دیودها نوری را منتشر می کنند که به کابل فیبر نوری فرستاده می شود. سپس از اجزای نوری واقع در کابل برای تولید یک طول موج خاص و تقویت آن استفاده می شود. در نهایت پرتو لیزر حاصل شکل گرفته و آزاد می شود.

در اینجا نحوه استفاده از هر جزء برای انجام این عملیات آمده است.

مرحله 1. نور در دیودهای لیزر ایجاد می شود 

دیودهای لیزر الکتریسیته را به فوتون یا نور تبدیل می کنند تا به کابل فیبر نوری پمپ شوند. به همین دلیل، آنها به عنوان “منبع پمپ” نیز شناخته می شوند.

برای تولید نور، دیودها از دو نیمه هادی با شارژ متفاوت استفاده می کنند:

• اولین بار مثبت است، به این معنی که به یک الکترون اضافی نیاز دارد.
• دومی بار منفی دارد، یعنی یک الکترون اضافی یا یک الکترون آزاد دارد.

وقتی بارهای مثبت و منفی به هم می رسند، سعی می کنند با هم ترکیب شوند. اما برای انجام این کار، الکترون آزاد باید به صورت فوتون آزاد شود. با عبور جریان از نیمه هادی ها، مقدار فوتون ها به سرعت افزایش می یابد.

نور حاصل به کابل فیبر نوری پمپ می شود و برای تولید پرتو لیزر استفاده می شود.

مرحله 2. چراغ پمپ در کابل فیبر نوری هدایت می شود 

در طبیعت، نور به همه جهات می رود. برای متمرکز کردن نور در یک جهت و به دست آوردن پرتو لیزر، کابل های فیبر نوری از دو جزء اصلی استفاده می کنند: هسته فیبر و روکش.

• هسته جایی است که نور حرکت می کند. از شیشه سیلیکا ساخته شده است و تنها بخشی از کابل است که شامل عنصر خاکی کمیاب است.
• روکش ماده ای است که هسته را احاطه کرده است. هنگامی که نور به روکش فلزی برخورد می کند، به داخل هسته باز می گردد. این به این دلیل رخ می دهد که روکش فلزی بازتاب داخلی کامل را فراهم می کند.

انعکاس کلی داخلی به این دلیل رخ می دهد که روکش فلزی دارای ضریب شکست کمتری نسبت به هسته است. شما می توانید اثرات مشابهی را در طبیعت مشاهده کنید. به عنوان مثال، اگر به اجسام غوطه ور نگاه کنید، آنها تغییر شکل داده اند. این به این دلیل است که وقتی نور از هوا به آب می رود، با ضریب شکست متفاوتی برخورد می کند و تغییر جهت می دهد. همین امر در هنگام عبور نور از هسته به روکش نیز صدق می کند، با این تفاوت که تغییر جهت باعث ایجاد انعکاس می شود.

بدون روکش، نور در همه جهات می رود و از هسته خارج می شود. اما به لطف ضریب شکست روکش، نور در هسته باقی می ماند و به مسیر خود ادامه می دهد.

برای تجسم نحوه حرکت نور در کابل های فیبر، می توانید این ویدیو را تماشا کنید:

مرحله 3. نور در حفره لیزر تقویت می شود  

همانطور که نور پمپ از طریق کابل فیبر نوری عبور می کند، در نهایت وارد حفره لیزر می شود – ناحیه کوچکی از کابل که در آن فقط نور با طول موج مشخص تولید می شود. مهندسان فیزیک می گویند که این الیاف در این منطقه “دوپینگ” است زیرا با عنصر کمیاب خاکی مخلوط شده است .

همانطور که ذرات فیبر دوپ شده با نور برهمکنش می‌کنند، الکترون‌های آنها به سطح انرژی بالاتری می‌رسند. هنگامی که آنها به حالت اولیه خود باز می گردند، انرژی را به شکل فوتون یا نور آزاد می کنند. مهندسان فیزیک از این پدیده ها به عنوان “تحریک الکترون” و “آرامش الکترون” یاد می کنند.

حفره لیزر همچنین به عنوان یک تشدید کننده عمل می کند که در آن نور بین آنچه “شبکه های فیبر براگ” نامیده می شود به جلو و عقب باز می گردد. این منجر به “تقویت نور توسط انتشار تحریک شده تابش” یا لیزر می شود. به زبان ساده، اینجاست که پرتو لیزر تشکیل می شود.

دو نوع گریتینگ براگ وجود دارد:

• اولی به عنوان یک آینه عمل می کند و نور را به داخل حفره منعکس می کند.
• دومی به عنوان یک آینه انتخابی عمل می کند و به مقداری از نور اجازه می دهد تا از حفره خارج شود، اما بقیه را به داخل حفره بازتاب می دهد.

تقویت به این صورت است: هنگامی که فوتون ها به ذرات برانگیخته دیگر برخورد می کنند، این ذرات نیز فوتون آزاد می کنند. از آنجایی که گریتینگ های براگ فوتون ها را به داخل حفره منعکس می کنند و نور پمپ بیشتری به داخل حفره فرستاده می شود، فوتون های عددی نمایی آزاد می شوند.

در نتیجه این تشعشع تحریک شده، نور لیزر ایجاد می شود.

مرحله 4. نور لیزر با طول موج مشخص ایجاد می شود 

طول موج تولید شده توسط فیبر دوپ شده با توجه به عنصر دوپینگ حفره لیزر متفاوت است. این بسیار مهم است، زیرا از طول موج های مختلف برای کاربردهای مختلف استفاده می شود. عنصر دوپینگ می تواند اربیوم، ایتربیوم، نئودیمیم، تولیوم و غیره باشد. به عنوان مثال، لیزرهای فیبر دوپ شده با ایتربیوم، طول موج 1064 نانومتر تولید می کنند و برای کاربردهایی مانند علامت گذاری لیزری و تمیز کردن لیزر استفاده می شوند.

عناصر دوپینگ مختلف طول موج های متفاوتی تولید می کنند زیرا ذرات خاص فوتون های خاصی را آزاد می کنند. به این ترتیب، فوتون های تولید شده در حفره لیزر همگی دارای طول موج یکسان هستند. این توضیح می دهد که چرا هر نوع لیزر فیبری یک طول موج خاص و فقط آن طول موج تولید می کند.

مرحله 5. پرتو لیزر شکل گرفته و آزاد می شود  

فوتون‌هایی که از حفره تشدید خارج می‌شوند، یک پرتو لیزری را تشکیل می‌دهند که به دلیل ویژگی‌های هدایت نور فیبر، به‌خوبی (یا مستقیم) هماهنگ شده است. در واقع، برای اکثر کاربردهای لیزری بیش از حد همسان است.

برای شکل دهی مطلوب به پرتو لیزر می توان از اجزای مختلفی مانند لنزها و گسترش دهنده های پرتو استفاده کرد. به عنوان مثال، لیزرهای فیبر ما به یک لنز با فاصله کانونی 254 میلی‌متر برای کاربردهای لیزری مجهز شده‌اند که در مواد (یعنی حکاکی لیزری و بافت لیزری) حفاری می‌کنند. این به این دلیل است که فاصله کانونی کوتاه آنها به ما این امکان را می دهد که انرژی بیشتری را روی یک ناحیه متمرکز کنیم تا شکل تهاجمی تری از فرسایش لیزری داشته باشیم .

انواع دیگر لنزها مزایای مختلفی دارند، به همین دلیل است که کارشناسان هنگام بهینه سازی لیزر برای یک کاربرد خاص، آنها را با دقت انتخاب می کنند.

پارامترهای لیزر چیست؟

همه لیزرها و برنامه های لیزری از پارامترهای یکسانی استفاده نمی کنند. به عنوان مثال، موارد مختلف باید برای برش لیزری و علامت گذاری لیزری تنظیم شوند. با این حال، برخی از پارامترها برای انواع لیزرهای فیبر استفاده می شود. در اینجا مواردی هستند که به احتمال زیاد با آنها روبرو خواهید شد.

طول موج 

تصویر از موسسه ملی استاندارد و فناوری 

طول موج تولید شده توسط لیزر فیبری با سطح تابش الکترومغناطیسی نور لیزر مطابقت دارد. به طور معمول، لیزرهای فیبر طول موج هایی بین 780 نانومتر تا 2200 نانومتر تولید می کنند که در طیف مادون قرمز قرار دارد و برای چشم انسان نامرئی است. این طیف از نور مادون قرمز تمایل دارد به خوبی با فلزات، لاستیک و پلاستیک واکنش نشان دهد و برای طیف وسیعی از کاربردهای پردازش مواد مفید باشد.

برخی از لیزرهای فیبر مانند لیزرهای سبز نور مرئی تولید می کنند که می تواند به خوبی با مواد نرم مانند طلا، مس، سیلیکون و شیشه نرم واکنش نشان دهد. لیزرهای فیبر سبز همچنین برای هولوگرافی، درمان و جراحی و موارد دیگر استفاده می شود.

این لیزرها برای تولید نور مرئی به اجزای اضافی نیاز دارند. جان والاس از Laser Focus World توضیح می دهد که چگونه این کار انجام می شود:

در واقع هیچ لیزر فیبری در بازار وجود ندارد که نور لیزر مرئی را از درون خود فیبر لیزر تولید کند. با این حال، نور مرئی را می توان از یک لیزر فیبری ساطع کننده مادون قرمز نزدیک (IR) با تبدیل فرکانس خارجی به دست آورد – به عنوان مثال، جابجایی رامان، دو برابر کردن فرکانس، اختلاط مجموع فرکانس، یا ترکیبی از این رویکردها.

گزیده ای از محصولات فوتونیک: لیزرهای فیبر: لیزرهای فیبر مرئی توسط Laser Focus World قرمز، سبز و اکنون آبی می شوند.

حالت عملیات 

حالت کار روشی است که در آن پرتو لیزر آزاد می شود. لیزرهای فیبر معمولاً در حالت موج پیوسته یا در حالت پالسی کار می کنند.

در حالت عملیات موج پیوسته، یک پرتو لیزر پیوسته و بدون وقفه آزاد می شود که برای کاربردهایی مانند جوشکاری لیزری و برش لیزری ایده آل است.

در حالت عملکرد پالس، پالس های کوتاه با نرخ تکرار تنظیم شده آزاد می شوند. پرتوهای لیزر پالسی به اوج قدرت بالاتری می‌رسند و برای حکاکی لیزری و تمیز کردن لیزر ایده‌آل هستند. این حالت شامل پارامترهای زیر است:

• انرژی پالس: انرژی پالس تعداد میلی ژول های موجود در هر پالس است. به طور معمول، هر پالس حاوی 1 میلی ژول انرژی است.
• مدت زمان پالس: مدت زمان پالس که به عنوان طول و عرض پالس نیز شناخته می شود، مدت زمان هر پالس است. پالس‌های کوتاه‌تر همان انرژی را در زمان کوتاه‌تری متمرکز می‌کنند و از این رو به حداکثر توان بالاتری می‌رسند. مدت زمان پالس را می توان بر حسب میکروثانیه، نانوثانیه، پیکوثانیه یا فمتوثانیه بیان کرد.
• نرخ تکرار: نرخ تکرار پالس تعداد پالس هایی است که در هر ثانیه آزاد می شوند. همچنین به عنوان فرکانس پالس شناخته می شود که بر حسب کیلوهرتز بیان می شود. 100 کیلوهرتز برابر با 100000 پالس در ثانیه است.

قدرت  

توان لیزر مقدار انرژی است که می تواند توسط لیزر در طول یک ثانیه تولید شود. همچنین به عنوان “توان متوسط” و “توان خروجی” نیز شناخته می شود.

لیزرهای پالسی همچنین ممکن است قدرت پیک را نشان دهند که یک پارامتر متفاوت است. پیک توان حداکثر مقدار انرژی است که با یک پالس به دست می آید. به عنوان مثال، یک لیزر فیبر پالسی 100 وات می تواند به راحتی به حداکثر توان 10000 وات برسد. این به این دلیل است که لیزرهای پالسی برخلاف لیزرهای موج پیوسته انرژی را در طول زمان به طور مساوی توزیع نمی کنند.

کیفیت پرتو 

کیفیت پرتو نشان می دهد که پرتو چقدر به چیزی که تیر گاوسی نامیده می شود نزدیک است . در کاربردهای واقعی، این موضوع مرتبط است زیرا نشان می‌دهد که پرتو لیزر چقدر متمرکز است.

از نظر ریاضی، کیفیت پرتو کامل به صورت M ² = 1 بیان می شود. پرتوهای لیزری که به خوبی متمرکز هستند، انرژی بیشتری را در یک منطقه کوچکتر متمرکز می کنند. پرتوهای لیزری با کیفیت بالا برای کاربردهایی مانند حکاکی لیزری و تمیز کردن لیزر مورد نیاز هستند، در حالی که کیفیت پرتوهای پایین ممکن است برای کاربردهایی که فرسایش مطلوب نیست، مانند جوشکاری لیزر، مناسب تر باشد.