光束质量是全固态激光应用中的一个极其关键的参数,通常认为它是从质的方面来评价激光束的传输特性,国内外学者长期关注有关激光光束质量,特别是高能激光光束质量的研究,力图建立既能简明反映物理实质,又能全面评价光束质量的标准。在激光的发展史上,针对不同的应用目的,人们对激光的光束质量有许多种定义,提出了采用聚焦光斑尺寸、远场发散角、斯特涅尔比、衍射极限倍数β因子、光束参数乘积、桶中功率能量、M2因子等作为评价参数,也形成了多种检测方法。学术界对这些评价标准的合理性和适用性还不统一,存在一定的争议。实际测量中我们发现,在不同的x轴和y轴取向上所测得的M2x和M2y会随取向发生变化,这说明单纯用M2或M2x和M2y来描述激光束的光束质量还存在缺陷。为此,本文作者提出了采用M2因子矩阵表征一般光束的光束质量,引入束半宽平方的交叉项、M2因子的交叉项,推导出了M2因子矩不变量。光束一旦确定,其M2因子矩阵随即确定。光束旋转后其光束质量并不发生改变,M2因子矩阵也不会发生变化,只是相应地转动相同的角度。由此可见,M2因子矩阵不会因观察角度的变化而变化,可更全面地反映光束的光束质量。