激光束的像散是一种光学像差，由于水平面和垂直面光学元件曲率的差异，导致光束无法聚焦于一点。这使得光束的水平分量和垂直分量具有不同的焦点，从而形成椭圆形或畸变的光束形状。
像散可以通过水平和垂直分量的瑞利范围之差来量化。瑞利范围 (z R ) 是光束半径增加 √2 倍的距离。瑞利范围的定义如下：
z R = πW₀² / λ
其中：
W₀：光束束腰(直径最小处)
λ：激光波长
对于像散光束，水平瑞利范围 z Rx 与垂直瑞利范围 z Ry 不相等，像散量 A 为：
A = (z Rx − z Ry) / (z Rx + z Ry)
其中：
z Rx是水平方向上的瑞利范围。
z Ry是垂直方向上的瑞利范围。
为什么准确测量散光很重要?
精确测量激光束的散光至关重要，原因有以下几点：
1、对于医疗手术和半导体制造等需要高精度的应用，即使是轻微的像散也会导致显著误差。精确测量可确保激光束保持其预期的形状和焦点。
2、 像散会导致激光束能量分布不均匀，从而造成结果不均匀。精确的测量和校正可确保性能稳定，减少缺陷并提高可靠性。
3、散光光束需要不断重新调整，导致运营成本更高。
4、在医疗应用中，激光系统的安全性和可靠性至关重要。精确测量散光可确保激光束在手术过程中安全有效。
需要无像散光束的工业流程
许多工业流程都依赖于像散光束(非像散光束)以获得最佳性能：
● 半导体制造：半导体制造中的许多工艺都需要高度精确和聚焦的光束，以便在晶圆上创建复杂的图案。
● 医疗程序：在激光眼科手术等医疗应用中，精准度至关重要，因为散光会导致问题。
● 工业切割和焊接：像散光束确保在切割和焊接应用中精确的能量传递，从而实现更牢固的焊缝和更精确的切割。
激光发展趋势：大口径、紫外、长瑞利范围
大口径光束：使用更大直径激光束的趋势源于对更高功率和效率的需求。更大的光束可以在更广阔的区域内传递更多能量，使其适用于切割厚材料和进行高精度手术等任务。
紫外光束：紫外(UV)激光器波长较短，在半导体制造和医学成像等高精度应用中得到越来越广泛的应用。然而，紫外光束对光学元件的缺陷更为敏感，容易产生像散。此外，较短的波长也对制造和对准精度提出了更高的要求，因此精确的测量和校正至关重要。
长瑞利范围：瑞利范围z R 随着光束腰 W₀ 的增大而增大，从而使光束能够在更远的距离上保持聚焦。这种扩展范围对于在激光雷达系统、大规模制造和光通信等应用中保持光束质量和精度至关重要。
测量设备中的系统误差及其影响
系统误差来自校准偏移、光路失调、光学元件缺陷，会显著降低像散测量精度。BeamSquared SP204S‑PRO 专门校正这些误差，实现行业领先的 3% 像散测量精度。
实现方式：
1、光学改进
BeamSquared SP204S-PRO采用高品质、无缺陷的光学元件，旨在最大限度地减少失真。元件的光学对准也得到了改进，从而最大限度地减少了误差。
2、像散校正算法
生产阶段用专用算法标定设备残余像散，并在全工作波段实施校正。
3、特殊镜头校准
BeamSquared SP204S-PRO配备了经过特殊校准的长焦镜头。这些镜头经过校准，可实现更高的精度，从而显著降低因焦距差异造成的误差。长焦镜头与精确校准的结合，确保了测量误差降至最低。
经过这些改进，Beamsquared Pro 在散光测量中可达到 3% 的误差。
高精度为用户带来的价值
● 设备间一致性更强：不同激光器批次测量结果更统一
● 降低运营成本：减少频繁校准与调整
● 助力创新研发：高测量可信度支撑新型激光技术与应用开发
