激光束通常需要在各個方面進行全面表征，下面概述了表征的不同方面和合適的儀器。

光功率

為了測量激光束的光功率，有多種類型的功率計，有基于光電二極管或熱探測器。對于永久監(jiān)控，有光功率監(jiān)控器。

光束輪廓和光束質量

單色激光束的完整表征原則上可以在垂直于光束的一個平面中產生完整的復雜振幅分布，例如，可以使用合適的光束傳播軟件來計算光束的進一步演化。例如，可以使用波前傳感器來完成這種表征。雖然這僅在某些點網格上測量場振幅和波前方向，但如果空間分辨率足夠好，則可以對中間點的振幅進行插值。例如，替代測量方法可以基于干涉測量法。

對于非單色激光束，通常假設振幅圖案不依賴于頻率。然而，這種假設可能是完全錯誤的。例如，固態(tài)激光器的不同諧振腔模式通常具有不同的光學頻率，因此所生成的光束的不同頻率分量可以具有完全不同的光束輪廓。然而，對于以單橫模工作的激光器，可以相當準確地滿足上述假設。

還有各種光束分析儀僅測量強度分布，而不測量光學相位。例如相機。然而，如果在沿著激光束的不同位置處獲取這樣的強度分布，則光束質量的綜合評估(例如用光束參數乘積或M 2因子進行量化)是可能的。

一些激光束表現出“熱點”，即強度較高的區(qū)域，這可能在損傷現象中發(fā)揮作用。還可能存在衛(wèi)星結構、光暈和其他光束均勻性偏差。請注意，光束強度分布的形狀在傳播過程中可能會發(fā)生變化，并且隨著時間的推移也并不總是穩(wěn)定的。

有些設備不測量整個光束輪廓，而僅測量光束半徑或直徑。請注意，光束半徑通常不定義為半高半寬 (HWHM) 值，而是定義為強度下降到的徑向位置1/e2倍峰值強度。這來自高斯光束的背景。

激光束可能會表現出光束指向波動，這可以通過監(jiān)視適當位置的位置(強度分布的重心)來測量。

偏振狀態(tài)可以基于不同方向的偏振器的功率傳輸來粗略地表征，或更完整地使用各種偏振測量技術來表征。

時間和光譜

對于脈沖激光器，通常需要測量脈沖能量、脈沖持續(xù)時間和峰值功率。對于調Q激光器，光能量計和快速光電二極管可能是合適的。對于鎖模激光器，產生更短的脈沖，人們使用自相關器等儀器，所有這些儀器都適用于FROG和SPIDER等更先進的方法。

激光束的光譜可以用某種攝譜儀或另一種光譜儀來測量。

光衰減

對于激光束表征的各種方法，使用相機，有必要將激光束衰減到一定程度而不影響其光束輪廓等。像使用一些吸收性中性密度濾光片這樣的直接方法通常在高功率水平下不起作用。因此，可能需要先進類型的光衰減器。

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