激光光束质量极大的影响激光除锈效果，光束质量参数也是评价激光除锈设备质量优劣的重要指标。它是衡量激光器性能的关键技术指标，用于从本质上评价激光的传播特性与应用潜力。长期以来，其定义与测量方法缺乏统一标准，制约了相关研究与应用发展。目前，行业内主要通过聚焦光斑尺寸、远场发散角、斯特涅尔比及M²因子等参数，结合具体应用场景评价光束质量。

一、聚焦光斑尺寸与远场发散角

在激光除锈设备中，聚焦光斑尺寸越小越好，远场发散角越小越好。

聚焦光斑尺寸（wf）是最直观的光束质量评价指标，通过衡量激光聚焦后的最小光斑大小判断质量优劣。该参数受聚焦光学系统影响显著，且与远场发散角存在密切关联：聚焦光斑越小，激光传播时的远场发散角越大，能保持准直传播的距离也越短。

在理想条件下，均匀平面波经焦距为f、光阑直径为D的光学系统聚焦后，形成的艾里斑尺寸满足公式wf=1.221λf/D（λ为激光波长）。远场发散角（θ）可通过聚焦光斑尺寸推导得出，即θ=wf/f，它反映了激光远距离传播时的发散程度，直接影响能量聚焦效果，是激光远距离应用中常用的质量判据。

二、斯特涅尔比

在激光除锈设备中，斯特涅尔比其数值范围为0 到 1，越接近 1 说明实际光束的波前畸变越小，能量在远场的集中程度越高，光束质量越接近理想状态。

斯特涅尔比定义为：实际光束在远场轴上的峰值光强，与相同功率、位相均匀的理想光束在同一位置的峰值光强之比。该参数核心反映光束波前畸变对质量的影响，其数值大小与波前误差直接相关。

斯特涅尔比主要应用于大气光学领域，尤其适合评价自适应光学系统对光束质量的改善效果。在高能激光武器系统中，仅通过激光器出射端、光束定向器出口及靶面的光束质量，无法全面体现自适应系统对激光能量传输过程的修正作用，需通过对比修正前后的斯特涅尔比完成评价。但该参数仅能判断光束质量优劣，对光学系统的设计与优化缺乏直接指导意义。

三、M²因子

在激光除锈设备中，理想基模高斯光束的M²=1，实际激光的M²均大于1，数值越大表明光束质量越差，该参数直观反映了实际光束偏离衍射极限的程度。通常短脉冲激光的M²因子在1.2～1.7之间，属于高质量激光范畴。

M²因子突破了传统评价方法的局限，被国际光学界公认并纳入ISO标准，成为激光系统质量监控与辅助设计的核心指标。

其定义为实际光束与理想基模高斯光束的束腰直径和远场发散角乘积之比，公式为：  

M²=（实际光束束腰直径×实际光束远场发散角）/（理想高斯光束束腰直径×理想高斯光束远场发散角）