In der Laserphysik bezieht sich die Strahlqualität darauf, wie gut ein Laserstrahl fokussiert bleibt. Je höher die Qualität, desto weniger Divergenz im Strahl. Die Strahlqualität kann durch eine Reihe von Faktoren beeinflusst werden, wie z. B. die Art und Qualität der Laserkomponenten, die Art des verwendeten Laserverstärkungsmediums, das verwendete optische Pumpverfahren, das Leistungsniveau und die mechanischen und thermischen Belastungen des Lasers.
Es gibt einen Kompromiss zwischen Strahlqualität und Strahlleistung. Wenn Energie in das Verstärkungsmedium des Lasers gepumpt wird, das der Laser verwendet, um das Licht zu verstärken, wird ein Teil der Energie in Wärme umgewandelt. Überschüssige Wärme kann zu Temperaturgradienten im Medium führen, die einen thermischen Linseneffekt erzeugen und die Qualität des Strahls verringern. Dies macht die Art des verwendeten Verstärkungsmediums wichtig.
Gaslaser neigen aufgrund der geringeren Dichte ihrer Medien dazu, weniger anfällig für thermische Linsenbildung zu sein, und Kohlendioxidlaser können eine hohe Strahlqualität bei sehr hohen Leistungspegeln aufrechterhalten. Unter den Festkörperlasern werden die höchsten Strahlqualitäten von Singlemode-Faserlasern und Dünnscheibenlasern erzeugt. Faserlaser verwenden Siliziumdioxidglas, das mit Seltenerd-Ionen wie Ytterbium oder Neodym als Verstärkungsmedium dotiert ist, und Dünnscheibenlaser verwenden Yttrium-Aluminium-Granat-Kristalle, die mit dreiwertigen Ytterbium-Ionen dotiert sind. Diese Laser können selbst bei Leistungen von mehreren Kilowatt eine sehr hohe Strahlqualität aufrechterhalten. Bei niedrigeren Leistungen kann mit Helium-Neon-Gaslasern und oberflächenemittierenden Halbleiterlasern eine extrem hohe Strahlqualität erzeugt werden.
Andere Komponenten des Laserdesigns sind ebenfalls wichtig für die Strahlqualität, wie beispielsweise die Größe und Konfiguration des optischen Resonators des Lasers. Designs, die Licht entlang des Wegs des Laserstrahls in das Verstärkungsmedium injizieren, eine Technik, die als Endpumpen bezeichnet wird, erzeugen eine höhere Strahlqualität als Laser mit seitlichem Pumpen. Modenreiniger können verwendet werden, um die Strahlqualität zu verbessern, indem der Strahl entweder durch eine Single-Mode-Faser geleitet wird oder indem eine Linse verwendet wird, um einen nicht kollimierten Strahl durch eine Lochblende und in eine zweite Linse zu fokussieren, die den Strahl rekollimiert.
Die Strahlqualität wird auch vom Zustand der Laserkomponenten beeinflusst. Festkörperlaser können an Qualität leiden, wenn die Oberfläche ihres Mediums Defekte aufweist, die zu Wellenfrontverzerrungen und Streuung führen können. Die Qualität wird auch durch falsch ausgerichtete Komponenten beeinträchtigt, die durch mechanische Spannungen, Temperaturänderungen in der Umgebung des Lasers oder thermische Ausdehnung durch die Eigenwärme des Lasers verursacht werden können. Auch Linsenfehler können die Qualität beeinträchtigen.