高斯光束的腰斑（束腰）包含两个量：腰斑大小和腰斑位置，确定了这两个量，再加上光的波长，按照高斯光束的传播特性就可知道任意位置的光斑大小。

其中，为瑞利长度，从上述两个公式看出，自由空间中光斑的大小沿着传播方向以双曲线函数变化，所以我们可以通过代入几组不同位置的光束光斑大小来拟合得出其腰斑大小及位置。

图1.高斯光束测量简单示意图。

在光束传播方向选择一个起始点作为初始零点，随后在固定间隔（一般选取25 mm）位置选取几个点，分别记录其传播路径的距离及光斑大小（默认为半径），即坐标位置z₁、z₂、z₃、z₄、z₅……及其对应的光斑大小w₁、w₂、w₃、w₄、w₅……把测量到的几组数据用上述公式进行非线性拟合，即可获得光束的腰斑大小  和位置  。

实验室常用的测量光斑大小的方法有套孔法、刀口法（knife-edge measurement）和相机法（通过CCD、光束质量分析仪测量）。本文主要介绍两种：刀口法和相机法。

刀口法

单横模激光束圆对称激光光斑的能量分布满足高斯型，将刀片固定在可调节的光学平台上，且平台下面装有前后、左右垂直方向都可较长距离旋进的螺旋测微器，使刀片所在的平面垂直于高斯光束轴线（Z轴）。设在刀片没有遮挡时高斯激光光束的功率为P，在激光传播方向上选定一个位置z，沿X轴方向旋转测微器移动刀口，当刀口运动到x₁处时，刀片会挡住16%的激光功率，即此时功率探测到的功率为P₁，且 时，记录下此位置x₁。再沿X轴方向继续移动刀口，当功率示数为P₂，且时，记录下此位置x₂。那么位置z处光斑半径为。

图2.斩波器测腰斑光路示意图。

图3.示波器信号及参数示意图。

在实验中，为提高测量效率，刀口用一个斩波器代替。斩波器旋转时对光束做切割，探测器输出的信号接入到示波器，显示为方波，设方波的周期为T，上升沿时间为 t（从最大值的16%上升到最大值84%的时间）。那么，该处的光斑半径W_n满足，其中R是光斑距斩波器轴心的距离，3是斩波器的叶片数，是光束在斩波器其中一个孔上扫过的弧长。测出多个位置的光斑大小，通过曲线拟合即可得到TEM00模激光场的腰斑半径和位置。

相机法

光束质量分析仪除了可以输出以上参数还可以通过附加器件实现其它光束参数，如M²因子和直接输出腰斑大小位置。