ГОСТ Р ИСО 11551-2015
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Оптика и оптические приборы
ЛАЗЕРЫ И ЛАЗЕРНЫЕ УСТАНОВКИ (СИСТЕМЫ)
Методика измерений коэффициента поглощения лазерного излучения оптическими элементами
Optics and optical instruments. Laser and laser-related equipment. Test method for absorptance of optical laser components
ОКС 31.260
Дата введения 2016-06-01
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений" (ФГУП "ВНИИОФИ") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 206 "Эталоны и поверочные схемы"
3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 августа 2015 г. N 1111-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 11551:2003* "Оптика и оптические приборы. Лазеры и лазерные установки (системы). Методика измерений коэффициента поглощения лазерного излучения оптическими элементами" (ISO 11551:2003 "Optics and optical instruments - Laser and laser-related equipment - Test method for absorptance of optical laser components", IDT).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ Р 1.5 (пункт 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Январь 2017 г.
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
ИСО (Международная организация по стандартизации) - всемирная федерация национальных органов по стандартизации (членов ассоциации). Разработку международных стандартов, как правило, проводят Технические комитеты. Каждый член ассоциации, заинтересованный в тематике, закрепленной за данным Техническим комитетом, имеет право быть представленным в этом комитете. Международные правительственные и неправительственные организации, связанные с ИСО, также принимают участие в работе. ИСО тесно сотрудничает с Международной электротехнической комиссией (МЭК) по всем вопросам стандартизации в области электротехники.
Проекты международных стандартов разрабатывают в соответствии с правилами, изложенными в Директивах ИСО/МЭК, часть 2.
Проекты международных стандартов, принятые Техническими комитетами, рассылают членам ассоциации для голосования. Публикация проекта в качестве международного стандарта требует одобрения, по крайней мере, 75% членов ассоциации, принявших участие в голосовании.
Некоторые положения настоящего стандарта могут быть предметом патентования. ИСО не несет ответственности за признание какого-либо или всех патентных прав.
Международный стандарт ИСО 11551 подготовлен Подкомитетом ПК 9 "Электрооптические системы" Технического комитета ИСО/ТК 172 "Оптика и фотоника".
Данное второе издание отменяет и заменяет первое издание (ИСО 11551:1997), которое было технически пересмотрено.
Для характеристики любого оптического элемента важно знать значение коэффициента поглощения. При облучении оптического элемента, благодаря частичному поглощению излучения, происходит рост температуры образца. В настоящем стандарте рассмотрены измерения только той части поглощаемой мощности (энергии), которая преобразуется в тепло. При поглощении достаточно большого количества энергии оптические свойства элемента могут меняться, и, в конечном итоге, может произойти его разрушение. Коэффициент поглощения - это отношение поглощенного потока излучения к падающему на элемент потоку излучения.
Описанный в настоящем стандарте коэффициент поглощения определяют калориметрически, как отношение мощности или энергии, поглощенной в элементе, к общей мощности или энергии, падающей на образец. Предполагают, что коэффициент поглощения испытуемого образца неизменен в пределах температурных флуктуации во время измерения и не зависит как от поглощенной доли падающего на поверхность образца пучка, так и от плотности мощности падающего излучения.
Для образцов некоторых материалов, таких как теллурид кадмия (CdTe), коэффициент поглощения зависит от ориентации падающего пучка относительно поверхности образца. Некоторым материалам, применяемым в инфракрасной области, свойственна сильная зависимость коэффициента поглощения от температуры, особенно при высоких температурах.
Настоящий стандарт подготовлен в целях прямого применения в Российской Федерации международного стандарта ИСО 11551:2003 "Оптика и оптические приборы. Лазеры и лазерные установки (системы). Методика измерений коэффициента поглощения лазерного излучения оптическими элементами" как основополагающего нормативного документа, требования которого должны быть учтены при изготовлении и поставке на экспорт объекта стандартизации по договорам (контрактам).
ГОСТ Р ИСО 11551-2015 представляет собой полный аутентичный текст ИСО 11551:2003.
Настоящий стандарт устанавливает методы и операции получения сопоставимых значений коэффициента поглощения оптических лазерных элементов.
Нижеследующие документы*, на которые приводятся ссылки, являются обязательными для применения настоящего стандарта. В отношении датированных ссылок действительно только указанное издание. В отношении недатированных ссылок действительно последнее издание публикации (включая любые изменения), на которую дается ссылка:
_______________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.
ИСО 31-6:1992 Величины и единицы измерений. Часть 6. Свет и связанные с ним электромагнитные излучения (ISO 31-6:1992 Quantities and units - Part 6: Light and related electromagnetic radiations)
ИСО 11145:2001 Оптика и оптические приборы. Лазеры и относящееся к лазерам оборудование. Словарь и обозначения (ISO 11145:2001 Optics and photonics - Lasers and laser-related equipment - Vocabulary and symbols)
ИСО 14644-1:1999 Помещения чистые и связанные с ними контролируемые среды. Часть 1. Классификация чистоты воздуха (ISO 14644-1:1999 Cleanrooms and associated controlled environments - Part 1: Classification of air cleanliness)
В настоящем стандарте применены термины по ИСО 11145 и ИСО 31-6, а также следующий термин с соответствующим определением:
3.1 коэффициент поглощения (absorptance): Отношение поглощенного потока излучения к потоку излучения, падающего на образец.
Примечание - Определение коэффициента поглощения, используемое в настоящем стандарте, охватывает только те процессы поглощения, при которых поглощенная энергия преобразуется в тепло. Для некоторых типов оптики и видов излучения дополнительные нетермические процессы могут приводить к потерям части поглощения, которые не детектируются описанным в настоящем стандарте методом (см. приложение А).
Обозначение | Параметр | Единица измерения |
Удельная теплоемкость испытуемого образца, держателя и т.д. | Дж/(кг·К) | |
, | Ширина пучка, падающего на испытуемый образец | мм |
Масса испытуемого образца, держателя и т.д. | кг | |
Р | Мощность | Вт |
Средняя мощность для непрерывного режима излучения | Вт | |
Пиковая мощность для импульсного режима | Вт | |
Длительность воздействия излучения | с | |
Интервал времени | с | |
Температура окружающей среды | К | |
Разница температур | К | |
Коэффициент поглощения | 1 | |
Угол падения | рад | |
Коэффициент тепловых потерь | 1/с | |
Длина волны излучения | нм |
Хранение, очистку и подготовку образцов к измерениям выполняют в нормальных условиях в соответствии с руководством по эксплуатации.
В месте измерений воздух должен быть очищен от пыли и иметь относительную влажность менее 50%. Присутствие остаточной пыли должно соответствовать требованиям класса 7 чистоты помещений в соответствии с ИСО 14644-1. В этой связи очень существенно полное исключение сквозняков для того, чтобы обеспечить постоянное термическое распределение и поддерживать тепловые потери за счет диффузии на минимально возможном уровне. Измерения коэффициента поглощения на образце в вакууме и при атмосферных условиях могут быть различными.
В качестве источника излучения необходимо использовать лазер. В целях снижения погрешности измерений мощность лазера выбирают настолько высокой, насколько это возможно, чтобы избежать повреждения элемента.
При проведении измерений длина волны, угол падения и состояние поляризации лазерного излучения должны соответствовать значениям, указанным в спецификации на испытуемый образец. При проведении измерений может быть выбрано любое сочетание длины волны, угла падения и состояния поляризации внутри допустимых интервалов значений этих параметров.
Образец устанавливают на подходящем держателе. Тепловые датчики подсоединяют непосредственно к поверхности образца либо к держателю образца. Необходимо обеспечить хороший тепловой контакт между датчиком и образцом или между держателем и образцом. Следует принять меры для исключения возможных потерь теплопередачи между испытуемым образцом и температурным датчиком.
Для того чтобы повысить точность измерений, образец должен быть установлен внутри теплоизолированной камеры с входным окном для лазерного пучка. Проведение температурных измерений не должно влиять на изменение температуры образца.
Для того чтобы лазерный пучок попадал только на испытуемый образец, а отраженное или рассеянное излучение не попадало на держатель или стенки камеры, на пути пучка перед и за испытуемым образцом должны быть размещены соответствующие диафрагмы. Число оптических элементов на пути излучения должно быть минимальным, чтобы исключить возможные искажения при многократных отражениях или рассеянии излучения. Прошедшая и отраженная части пучка должны быть направлены на входные элементы с минимальным обратным рассеянием.
На рисунке 1 приведена схема проведения измерений. Для исключения влияния на измерения рассеянного излучения необходимо использовать вогнутое поворотное зеркало М1 для фокусировки лазерного пучка на образец.
1 - лазер; 2 - зеркало М1; 3 - оптическая ось; 4 - зеркало М2; 5 - камера для образца; 6 - держатель образца; 7 - испытуемый образец; 8 - компьютер; 9 - поглотитель пучка; 10 - тепловой датчик; 11 - блок управления; 12 - измеритель мощности
Рисунок 1 - Схема установки для проведения измерений коэффициента поглощения
Для характеристики лазерного излучения, применяемого при тестировании образцов, используют следующие физические параметры:
- длина волны ;
- угол падения ;
- состояние и степень поляризации;
- размеры пучка на испытуемом образце , ;