对于光纤激光器而言，如今包层泵浦技术的广泛应用使得泵浦效率和功率都得到了很大提高，稀土元素中镱离子( Yb3+) 具有很高的吸收截面、较宽的吸收光谱( 典型值 910 ～ 980 nm) 以及较宽的发射光谱( 典型值 1 040～ 1 100 nm)，具有 90% 以上的量子效率并且可以高浓度掺杂[9]。双包层光纤的结构与性质极大地提高了泵浦光的耦合效率。光纤光栅及合束器对高功率的承受能力高且损耗较低，它们使光纤激光器全光纤化，结构变得更加简洁明了。79548

激光光束质量控制对于高功率光纤激光器的设计而言是一个重要问题。光束质量定义为激光束可聚焦的程度，它从性质方面评价激光特性，是衡量其质量优劣的一项重要指标。光束质量主要由光场振幅和相位分布同时决定，高质量光束的远场发散角理应与理想单模高斯光束的衍射极限相接近。影响光束质量的因子较为复杂，例如高阶模输出及其衍射效应，光学转换系统的相差及校准误差，工作物质的双折射以及热透镜效应等等[10]。

工业加工方面，在激光切割和焊接过程中通过加工同时检测光束质量来控制进给速率，高质量的光束可以极大地提高激光武器的各种参数，通过判断光束质量来控制机械制造的精确度等。历史上其定义混乱,曾针对不同的应用目的而提出过不同的标准及方法。论文网

有一些光束质量检测的传统方法，例如远场发散角，斯特列尔比SR（Strehl），桶中功率比（BQ），和衍射极限倍数β因子等等，它们均存在一些不足。20世纪80年代末，科学家们提供了一种更合理的评估标准“光束质量因子M2”，为国际标准组织ISO所认可[11]。

1 远场发散角

一束激光的光束发散角θ可看作测量光束从束腰扩展的速度的参数。它通常定义为相对于远场轴向位置的光束半径的导数,即从束腰处开始大于瑞利长度的距离。

测量光束发散角时,我们通常测量的是由焦距为f的无像差透镜所产生激光束的光束直径。发散角可以由下式计算

该式中，聚焦光斑的大小和远场发散角按照完美的光学变换而改变,所以并不完全能确定激光的光束质量。

2 斯特列尔比SR

在大气光学中我们常用斯特列尔比评价光束质量，它的概念解释为一般光束轴上的远场光束的峰值光强与具有同样功率及相位的理想光束的光强峰值的比值。它的表达式为

理想光束是均匀光束，它和被测光束的发射孔径相等，它的出射光强为实际光束的平均强度。由于实际光束的焦斑总大于衍射极限，光束的能量由此发散，因而与理想光束相比较而言，实际光束的光斑中央峰值功率减少，所以有SR≤1。SR越大即表明光束的能量愈发集中，质量越高。

ΔΦ为波像差，它会降低激光光束的质量，λ是激光的波长，此时SR能够反映波前相位误差的大小。SR的值能够很好地评价高能激光武器系统的自适应性质光学修正的效果。光束质量可以很好地反映系统对于波前畸变的改善性能。抖动的问题一直在存在于自适应的光学系统，工作条件为闭环时，会较大得影响光束质量。一般采用零点反馈的补偿法及波前畸变补偿的方法控制，实际意义明显。同时其局限性在于只反映光斑中央的峰值光强，无法反映轴外分布情况，然而一般情况中轴外分布复杂，因而它不适用于一般光束，反映光束质量比较粗略。

3 环围能量比（桶中功率比BQ）

在能量远距离传输的情况中，或者一些耦合型光束的使用中，我们需要焦斑上的能量分布尽可能多得集中于桶中，桶中功率比即为环围能量比，理解为一定尺寸下理想的光斑靶面上的功率与同样条件下功率比值的平方根。