ГОСТ 25786-83

Группа Т35

     

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЛАЗЕРЫ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ, СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ИМПУЛЬСА,
ОТНОСИТЕЛЬНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ
ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Lasers. Measuring methods of average power, pulse
average power, relative average power instability

     

ОКСТУ 6341

Дата введения 1984-07-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18 мая 1983 г. N 2247 срок введения установлен с 01.07.84

Настоящий стандарт распространяется на лазеры и излучатели лазеров непрерывного и импульсного режимов работы (далее - лазеры) в диапазоне длин волн 0,25-11,8 мкм. Стандарт устанавливает методы измерений следующих параметров лазерного излучения:

средней мощности от 10 до 10 Вт;

средней мощности импульса от 10 до 10 Вт;

относительной нестабильности средней мощности от 1,0 до 30%.

Общие требования при измерении и требования безопасности - по ГОСТ 24714-81.

1. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ

1.1. Аппаратура

1.1.1. Схема расположения средств измерений должна соответствовать приведенной на чертеже. Перечень средств измерений, вспомогательных устройств и их характеристики приведен в рекомендуемом приложении 1.

1 - исследуемый лазер; 2 - оптическая система;
3 - средство измерений; 4 - средство юстировки

1.1.2. Оптическая система (диафрагмы, линзы, ослабитель и другие элементы) должна соответствовать следующим требованиям:

1.1.2.1. Обеспечивать распространение лазерного излучения в таком телесном угле, чтобы диаметр пучка в плоскости расположения входного окна средства измерений средней мощности (далее - средства измерений) находился в пределах, установленных для данного средства измерений.

1.1.2.2. Обеспечивать поглощение и отражение установленной доли средней мощности лазерного излучения. Коэффициент ослабления оптической системы должен удовлетворять условию:

,                                                              (1)

где - средняя мощность лазерного излучения, указанная в стандарте или ТУ на конкретный тип лазера;

- верхний предел энергетического диапазона средства измерений.

1.1.2.3. Погрешность измерений, вносимая оптической системой, должна быть в пределах ±7%.

1.1.3. Если диаметр лазерного пучка в плоскости расположения выходного окна средства измерений соответствуют требованиям, установленным для средства измерений, а плотность мощности и средняя мощность лазерного излучения не превышают предельно допустимые для средства измерений значения этих параметров, оптическую систему допускается не применять.

1.1.4. Спектральный, энергетический и временной диапазоны средства измерений должны быть такими, чтобы оно обеспечивало измерение средней мощности излучения исследуемого лазера.

Основная погрешность средства измерений должна быть в пределах ±18%.

1.1.5. Средство юстировки должно обеспечивать совмещение оси диаграммы направленности пучка лазерного излучения с центрами приемной площадки оптической системы и входной апертуры средства измерений. В качестве средства юстировки рекомендуется применять визуализаторы (термочувствительные тушащиеся или визуализирующие вспышечные люминесцентные экраны) или газовые лазеры непрерывного режима работы, излучающие в видимой области спектра, с расходимостью не более 10' и другие вспомогательные устройства.

1.1.6. Система накачки, применяемая при измерении средней мощности излучателей, должна обеспечивать режим накачки, установленный в стандартах или ТУ на конкретные типы излучателей.

Погрешность измерения, обусловленная неточностью установления и поддержания режима накачки, должна быть в интервале ±10%.

1.2. Подготовка и проведение измерений

1.2.1. Исследуемый лазер, оптическую систему, средство измерений, средство юстировки подготавливают к работе в соответствии с эксплуатационной документацией на них.

1.2.2. Исследуемый лазер включают и прогревают в течение времени не менее времени готовности лазера, указанного в стандартах или ТУ на конкретный тип лазера.

1.2.3. Проводят юстировку, добиваясь попадания пучка лазерного излучения в центр приемной площадки оптической системы и входной апертуры средства измерений. Контроль прохождения лазерного пучка осуществляют визуально или с помощью средства юстировки.

1.2.4. Если в качестве средства юстировки используют специальный газовый лазер, то исследуемый лазер включают после окончания процесса юстировки.

1.2.5. Включают средство измерений и регистрируют его показание .

1.3. Обработка результатов. Показатели точности

1.3.1. Среднюю мощность лазерного излучения определяют по формуле

,                                                                  (2)

     
где - коэффициент ослабления оптической системы.

1.3.2. Погрешность измерения средней мощности излучения лазеров находится в интервале ±19% с установленной вероятностью 0,95. Погрешность измерения средней мощности излучателя находится в интервале ±23% с установленной вероятностью 0,95. Расчет погрешности измерений приведен в справочном приложении 2.

2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ИМПУЛЬСА

2.1. Измерение средней мощности импульса лазерного излучения основано на измерении средней мощности, длительности и частоты повторения импульса лазерного излучения.

2.2. Среднюю мощность лазерного излучения измеряют в соответствии с разд.1.

2.3. Длительность и частоту повторения импульса излучения измеряют по ГОСТ 25213-82.

2.4. Среднюю мощность импульса излучения определяют по формуле

.                                                     (3)

2.5. Погрешность измерения средней мощности импульса излучения лазера находится в интервале ±28% с установленной вероятностью 0,95. Погрешность измерения средней мощности импульса излучения излучателя находится в интервале ±30% с установленной вероятностью 0,95. Расчет погрешности измерений приведен в справочном приложении 2.

3. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ
СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ

3.1. Метод дискретного измерения средней мощности

3.1.1. Аппаратура по пп.1.1.1-1.1.3, 1.1.5, 1.1.6. Энергетический, спектральный и временной диапазоны средства измерений - по 1.1.4. Основная погрешность средства измерений должна быть в пределах ±12%.

3.1.2. Подготовка и проведение измерений

3.1.2.1. Подготовка к измерениям - по пп.1.2.1-1.2.4.

3.1.2.2. Включают средство измерений и регистрируют значения через промежутки времени, равные отношению , где - время измерения относительной нестабильности средней мощности, установленное в стандартах или ТУ на конкретный тип лазера, - количество наблюдений (10).

3.1.3. Обработка результатов. Показатели точности

3.1.3.1. Относительную нестабильность средней мощности определяют в процентах по формуле

,                                                 (4)

     
 где - среднее арифметическое значений средней мощности .

3.1.3.2. Допускается определять относительную нестабильность средней мощности в процентах по формуле

,                                                 (5)

где и - максимальное и минимальное значения средней мощности , полученные при измерении.

3.1.3.3. Показатели точности измерения относительной нестабильности средней мощности должны соответствовать установленным в стандартах или ТУ на конкретные типы лазеров.

Границы интервала , в котором с установленной вероятностью 0,95 находится погрешность измерения относительной нестабильности средней мощности, определяют расчетным путем.

Если определена по формуле (4), то

.                         (6)

Если определена по формуле (5), то

.                                           (7)

Расчет погрешности измерения приведен в справочном приложении 2.

3.2. Метод непрерывного измерения напряжения электрического сигнала

3.2.1. Аппаратура

3.2.1.1. Схема расположения средств измерений должна соответствовать приведенной на чертеже, где средство измерений средней мощности заменяется измерительным преобразователем и самопишущим прибором. Перечень измерительных преобразователей и самопишущих приборов приведен в рекомендуемом приложении 1.

3.2.1.2. Требования к оптической системе - по п.1.1.1. Относительная нестабильность коэффициента ослабления за время измерения должна быть не менее чем в 5 раз меньше относительной нестабильности средней мощности лазерного излучения.

3.2.1.3. Спектральный, временной и энергетический диапазоны измерительного преобразователя должны быть такими, чтобы обеспечивать линейное (с погрешностью не более 3%) преобразование излучения исследуемого лазера в электрический сигнал. Относительная нестабильность коэффициента преобразования за время измерения должна быть не менее чем в 5 раз меньше относительной нестабильности средней мощности лазерного излучения. Время нарастания переходной характеристики измерительного преобразователя должно быть не менее 1 с, если иные требования не установлены в стандартах или ТУ на конкретный тип лазера.

3.2.1.4. Основная погрешность самопишущего прибора должна быть в пределах ±2,5%.

3.2.2. Подготовка и проведение измерений

3.2.2.1. Подготовка к измерениям - по пп.1.2.1-1.2.4.