作者：李gh 时间：2026-06-17
在激光研发与工业质量控制中，DUMA Optronics Ltd. 提供了从基础光斑分析到M² 测量系统完整光束质量评估的全套解决方案。作为该品牌在中国市场的重要合作伙伴，我们不仅提供专业的设备销售，更致力于为客户提供从设备选型到软件操作的全流程技术支持。本文将重点介绍DUMA M2Beam 系列光束质量分析仪的使用方法，涵盖软件安装与测量全流程。
M2Beam是DUMA推出的一体式M²测量仪器，集成了高分辨率CCD/CMOS相机或刀口、电动Z轴扫描平台、衰减滤光轮及控制电路。它能够自动沿光轴扫描，精确计算M²因子、束腰位置、发散角等关键参数，符合ISO 11146标准。
系统要求：支持Windows 7/10/11（32位或64位），需确保电脑配备USB 3.0接口。
图1：DUMA M² Beam光束质量分析仪
设备包含：
M² 测量系统（适用于 BeamAnalyzer）应包含以下内容：
-M² 测量组件箱
-BeamAnalyzer 测量头（含控制器）
M² 测量系统使用带控制器的 BeamAnalyzer 测量头。支持以下探测头：
-Si探测头（波长范围 350–1100 nm）
-InGaAs 型探测器（波长范围 800–1800 nm）
-UV增强型探测头（波长范围 190–1100 nm）
软件安装：
执行软件安装，点击软件包内Setup。完成安装程序并点击「完成」后，再进行 USB 外置盒及 M² Beam 附件的硬件安装。 安装时，将安装u盘插入电脑，启动M² Beam安装程序。
系统显示欢迎界面，点击「下一步」。 • 输入用户名、公司名称及系统序列号（位于安装光盘上）。
显示注册确认界面，点击「是」进行确认；点击「否」将返回上一步。接着指定 M² Beam软件安装路径。
开始复制文件，点击「下一步」。系统将u盘内所需文件复制到计算机指定目录，界面以图形方式显示复制进度。点击「取消」可中止安装。
使用衰减滤波片：
在安装滤波片前，需确认是否必须使用随机配备的衰减滤波片，以防止探测器饱和。 4 对于平行光束：用光束功率除以光束面积（单位：mm²）计算功率密度，并与第 节规格中的最大允许功率密度对比。若功率密度超过最大允许值，应使用ND9或ND4 透射滤波片进行衰减。 安装方法：松开测量头侧面的两个小螺丝，取出空白滤波片板；将适当的衰减滤波片轻轻插入开口槽内并 拧紧螺丝。所需内六角扫汇长包含在 BeamAnalyzer 随机配件中。 对于聚焦光束：将始终需要使用衰减滤波片。建议先测量未聚焦光束的功率，安装ND9滤波片后与之对 比；若差异过大，则改用 ND4滤波片。
连接扫描组件附件：
将 BeamAnalyzer 测量头安装到扫描组件附件上：
将 M4 锁紧螺丝客插入 BeamAnalyzer 测量头底部的 M4 螺纹孔，尚勿拧紧。
将 BeamAnalyzer 头安装到扫描组件底座指定位置，使锁紧螺丝穿过底座凹槽；将 BeamAnalyzer 头轻搓靠向对面壁，同时拧紧 M4 锁紧螺丝。
用 D15 针连接器将探测头连接到 USB 控制盒，再将汇流盒连接到计算机 USB 接口。
USB 设备安装完成后，盒体正面板上的蓝色 LED 应亮起。
可在「系统属性→设备管理器→端口 (COM & LPT)」下确认安装情况。
用 USB A-A 类型电缆将扫描组件附件连接到计算机。
一体式M2测量仪器M² 调准系统
测量前，必须将光束对准到镜头和探测器的中心。请按以下步骤操作：
从应用程序工具栏激活「位置」窗口。调整光束，使「位置」窗口中的位置标记尽可靠近十字靶标中心。 通过针小孔对准光束，同时观察功率显示窗口中的功率数值；调整光束位置，使通过镜头孔径的功率 达到最大。从应用程序工具栏激活 M² 窗口。点击「设置」按钮，取消选中「激光数据」，再点击「确定」。导轨移动可使用方向按鈕或在位置输入框中输入目标值后按下确认按鈕。再次检查位置窗口，确认位置十字仍接近标靶目标。如不符则重复步骤。使用组件正面和背面的调节旋鈕 Z=280对准确认后，移到起始位置，选择 mm，按确认按钮。在设置界面中激活「激光 数据」选项。
注意：一体式M2测量仪器允许的 Delta-X 和 Delta-Y 对准偏差范围为 2.0 mm 至 2.5 mm。
软件操作说明：
介绍一体式M2测量仪器M²BeamAnalyzer子系统的功能说明。在使用扫描组件附件进行测量时，可测量光束束腰直 径、位置及光束传播M² 等参数。 启动M2BeamAnalyzer软件后，系统显示模式选择菜单，操作员需选择所需操作模式。导轨将自动回到 「首位」位置。若选择M² 测量窗口，请等待归位过程完成。
-Z 轴位置
此选项用于指定导轨在Z轴上的目标位置，可输入0–280mm范围内的任意值。确认后，系统将导轨移动 到指定位置。
左大步（小步长 ×10） • 左小步（步长来自 M² 设置） • 停止 • 右小步 • 右大步 • 归位 • 开始/停止 测量 • 开始/停止 日志记录 • 移动到指定 Z 位置 光标功能： 在所显示的每一条 2D 曲线上，均有一条带实心光标的虚线，表示滚动光标的确切位置，便于详细查看测量 数据。可将鼠标光标放于虚线上，按住左键并沿 Z 轴拖动，即可查看传播轴上各测量点的数据：Z 位置、V 方向和 W 方向的光束宽度。
M² 模式
在大多数激光应用中，需要测量激光光束在空间中传播时的尺寸与形状。典型激光光束的基本参数包括：发散角以及束腰位置处的光束大小。
M² 功能允许用户在一次「测量周期」内通过改变导轨的Z轴位置，对X和Y轴分别进行最多 140 个直径测量。
设置支持两种测量模式：自动测量模式（默认）和手动测量模式。手动模式下，可设置步进大小、扫描起始点和终止点，以及扫描分辨率。
选择「自动运行」即可启动测量周期。测量完成后，系统显示 X和 Y方向的 M²、Do 和 Zo 值。
M²：光束传播因子
M² 内置一片300mm焦距透镜，在 BeamAnalyzer 内部产生光束腰部。X和 Y方向正交, 移动导轨在传播轴的多个截面处测量该「变换」光束的主轴直径。软件对直径数据进行最小二乘拟合，并计算内部光束的腰部大小、腰部位置和远场发散角；再利用镜头的已知参数推算外部光束的对应参数。
Do：光束腰部直径
即光束沿 Z 轴方向的最小直径。
Zo：光束腰部位置
即光束沿 Z 轴直径最小处的位置，相对于测量周期起始或终止位置处的镜头位置。
测量周期完成后，可能出现错误。错误信息通常由不准确的对准（将光束对准到探测器和镜头中心）导致 。确保成功执行 M² 准直系统步骤。若光束超出「输入光束」规格范围或工作距离过近，也会引发错误。如自动模式下测量失败，建议切换到手动模式重试。
每张2D展示界面左上角显示在当前Z轴位置处测量的光束宽度。测量周期完成后，系统计算并显示值。若在扫描范围内找到光束腰部，将显示其确切位置及方向的腰部尺寸。数据仍在内存中，可移动光标查看特定点的测量结果。在轴任意位置，均可完整操作常规子系统功能。所有历史测量点齐全进行「最佳拟合」曲线运算。
Zr：瑞利长度
定义为光束自腰部传播到光束直径增大到腰部直径的√2 倍（即光束面积翻倍）时所经过的距离。
公式：Zr = π Do² / λ
点击 M² 窗口上的「设置」按鈕可进入 M² 设置页面。此页面允许将 M² Beam-UV配置为适合 特定测试需求的状态。
「数据」：勾选后，数据将被存入日志文件。「类型」：选择文件类型——日志文件（标准文本格式）、Excel 工作簿或 HTML 文件。 「名称」：点击「浏览」按鈕，指定数据文件的名称和保存位置。 「系统」功能与 BeamAnalyzer 子系统基本相同，并扩展支持 M² 测量数据收集功能。
