Статус документа
Статус документа

   
     ГОСТ Р ИСО/ТО 11146-3-2008

Группа Т35


НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЛАЗЕРЫ И ЛАЗЕРНЫЕ УСТАНОВКИ (СИСТЕМЫ)

Методы измерений ширин, углов расходимости и коэффициентов распространения лазерных пучков

Часть 3

Собственная и геометрическая классификация лазерных пучков, специфика их распространения и методики измерений

Lasers and laser-related equipment. Test methods for laser beam widths, divergence angles and beam propagation ratios. Part 3. Intrinsic and geometrical laser beam classification, propagation and details of test methods



ОКС 17.180

Дата введения 2010-01-01

     

Предисловие


Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений" (ФГУП "ВНИИОФИ") на основе собственного аутентичного перевода международного стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 декабря 2008 г. N 763-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО/ТО 11146-3:2004 "Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений ширин, углов расходимости и коэффициентов распространения лазерных пучков. Часть 3: Собственная и геометрическая классификация лазерных пучков, специфика их распространения и методики измерений" (ISO/TR 11146-3:2004 "Lasers and laser-related equipment - Test methods for laser beam widths, divergence angles and beam propagation ratios. Part 3: Intrinsic and geometrical laser beam classification, propagation and details of test methods")

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом 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     

Предисловие
к международному стандарту ИСО/ТО 11146-3:2005 "Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений ширин, углов расходимости и коэффициентов распространения лазерных пучков. Часть 3: Собственная и геометрическая классификация лазерных пучков, специфика их распространения и методики измерений"


ИСО (Международная организация по стандартизации) - Всемирная федерация национальных органов по стандартизации (членов ассоциации). Разработкой международных стандартов обычно занимаются технические комитеты. Каждый член ассоциации, заинтересованный в тематике, для которой создан технический комитет, имеет право быть представленным в этом комитете. Международные организации, правительственные и неправительственные, 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 в качестве международного стандарта требует одобрения, по крайней мере, 75% членов ассоциации, принявших участие в голосовании.

При определенных обстоятельствах, когда техническим комитетом собраны данные и сведения, отличающиеся от опубликованных в международных стандартах (например, описание предмета), может быть решено простым голосованием членов технического комитета опубликовать технический доклад (ТД). Доклад носит информативный характер и не подлежит обсуждению или пересмотру, пока не будет установлено, что содержащаяся в нем информация является правильной и полезной.

Международный стандарт ИСО/ТО 11146-3 подготовлен подкомитетом ПК 9 "Электрооптические системы" технического комитета ИСО/ТК 172 "Оптика и фотоника".

Данное издание ИСО/ТО 11146-3 является первым совместным с ИСО/ТО 11146-1 изданием, выпущенным взамен ИСО 11146:1999, содержание которого с точки зрения технических аспектов пересмотрено и расширено.

Стандарты ИСО под общим наименованием "Лазеры и лазерные устройства (системы). Методы измерений ширин, углов расходимости и коэффициентов распространения лазерных пучков" состоят из следующих трех частей:

- часть 1: Стигматические (гомоцентрические) и слабоастигматические пучки;

- часть 2: Астигматические пучки;

- часть 3: Собственная и геометрическая классификация лазерных пучков, специфика их распространения и методики измерений.     

Введение
к международному стандарту ИСО/ТО 11146-3:2005 "Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений ширин, углов расходимости и коэффициентов распространения лазерных пучков. Часть 3: Собственная и геометрическая классификация лазерных пучков, специфика их распространения и методики измерений"


Свойства, характеризующие процесс распространения каждого пучка лазерного излучения, описаны десятью независимыми параметрами, теоретической основой которых служит метод определения моментов второго порядка. Однако в силу достаточно высокой степени симметрии большинства лазерных пучков, получивших широкое распространение во множестве приложений, для их полного описания требуется меньшее число параметров. Конструкции резонаторов большинства практически используемых лазеров формируют на выходе стигматические (гомоцентрические) пучки или пучки со слабым астигматизмом.

Теоретическое описание структуры лазерных пучков и параметров, характеризующих процессы их распространения в пространстве, так же, как и классификационные признаки, основано на определении моментов второго порядка распределения Вингера, приведенного в данной части ИСО 11146.

Методики измерений, описанные в ИСО 11146-1 и ИСО 11146-2, в основном (но необязательно) базируются на определении с помощью матричного приемника излучения (энергии) распределений плотности мощности в поперечном сечении пучка, например, с применением ПЗС-камер. Точность результатов измерений с применением упомянутой методики сильно зависит от уровня предварительной обработки полученных экспериментальных данных, а именно, от вычитания распределения фона и коррекции смещения базисной линии. Настоящий стандарт также содержит детальное описание процедур предварительной обработки данных.

В некоторых случаях точность результатов измерений, выполняемых с применением матричных приемников излучения, может оказаться недостаточной либо такие приемники по каким-либо причинам недоступны. Выходом из этого положения является применение косвенных методов определения диаметров пучков или их ширин в качестве альтернативных, но при условии получения сопоставимых по точности результатов измерений. Некоторые альтернативные методы измерений представлены в данной части ИСО 11146.

Международная организация по стандартизации (ИСО) обращает внимание на тот факт, что вследствие использования данного документа может быть задействован патент относительно установления измерений параметров распространения пучка вдоль каустики, сформированной промежуточной линзой, при условии, что перетяжка пучка точно локализована или зона ее расположения искусственно формируется оптической системой, как описано в 5.5.

ИСО не дает никаких заключений относительно достоверности, подтверждения, компетентности этого патента.

Владелец этого патента (U.S. N 5,267,012) заверил ИСО, что он заключит лицензионные соглашения на разумные и приемлемые сроки и условия с желающими во всем мире. Это заявление владельца данного патента подтверждено и заверено с ИСО. Информацию можно получить по адресу:

Coherent Inc.

5100 Patrick Henry Drive

Santa Clara, CA 95056-0980

USA

Следует обратить внимание на возможность того, что некоторые части настоящего стандарта могут быть предметом патентирования другими, которые не указаны выше. ИСО не несет ответственности за любые подобные договоры или патенты.     

Введение
к национальному стандарту Российской Федерации ГОСТ Р ИСО/ТО 11146-3-2008 "Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений ширин, углов расходимости и коэффициентов распространения лазерных пучков. Часть 3: Собственная и геометрическая классификация лазерных пучков, специфика их распространения и методики измерений"

     

Целью настоящего стандарта является прямое применение в Российской Федерации международного стандарта ИСО/ТО 11146-3:2005 "Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений ширин, углов расходимости и коэффициентов распространения лазерных пучков. Часть 3: Собственная и геометрическая классификация лазерных пучков, специфика их распространения и методики измерений" как основы для изготовления и поставки объекта стандартизации по договорам (контрактам) на экспорт.

ГОСТ Р ИСО/ТО 11146-3-2008 представляет собой полный аутентичный текст ИСО/ТО 11146-3:2005.

Для удобства чтения и восприятия к термину "стигматические" пучки в скобках приведен принятый термин "гомоцентрические" пучки.

     1 Область применения


Настоящий стандарт разработан в развитие стандарта ИСО 11146-1 [1] на методы измерений ширин (диаметра) пучка, углов расходимости и коэффициентов распространения пучков лазерного излучения. Настоящий стандарт содержит теоретическое описание характеристик пучка, базирующееся на моментах второго порядка распределения Вигнера, включая геометрические и специфичные именно для лазерного излучения характеристики пучка, а также предложения по имеющей важное значение процедуре корректировки (путем вычитания) результатов воздействия фонового излучения на приемно-усилительное устройство с входной ПЗС-матрицей. В настоящем стандарте также представлены альтернативные способы описания и определения параметров стигматических или слабоастигматических пучков, пригодные в случаях недоступности матричных первичных измерительных преобразователей или получения неудовлетворительных результатов.

     2 Описание параметров лазерного пучка методом моментов второго порядка распределения Вигнера

     2.1 Область применения


Почти любой пучок когерентного или частично когерентного лазерного излучения может быть представлен максимум десятью независимыми параметрами - так называемыми моментами второго порядка распределения Вигнера. Лазерные пучки, обладающие некоторого типа симметрией, стигматизмом или слабым (простым) астигматизмом, могут быть охарактеризованы меньшим числом параметров. Знание этих параметров позволяет прогнозировать характер распространения пучка за пределами любой безаберрационной оптической системы.

Здесь и далее в настоящем стандарте термин "распределение плотности мощности" относится к непрерывным лазерам и может быть заменен термином "распределение плотности энергии" применительно к импульсным лазерам. Более того, в принятой системе координат ось практически параллельна (коллинеарна) направлению распространения пучка, а оси и служат горизонтальной и вертикальной осями соответственно.

     2.2 Распределение Вигнера


Распределение Вигнера (, , , , ) является общим и полным описанием узкополосных когерентных и частично когерентных лазерных пучков в измеряемом поперечном сечении. Вообще, это распределение отображает суммарную мощность пучка, проходящую сквозь измеряемое поперечное сечение с горизонтальным и вертикальным параксиальными углами относительно оси , как показано на рисунке 1.


, - координаты в плоскости измерений; , - соответствующие угловые координаты

Рисунок 1 - Координаты распределения Вигнера



Примечание - Распределение Вигнера представляет собой функцию от аксиальной координаты , т. е. распределение Вигнера одного и того же лазерного пучка различно для его сечений с разными координатами . Следовательно, значения величин (параметров), полученные с использованием распределения Вигнера также, вообще говоря, являются функциями от . В настоящем стандарте эта зависимость от может быть исключена из рассмотрения, а само распределение Вигнера соотнесено с произвольно выбранным значением , соответствующим координате по аксиальной оси поперечного сечения пучка, именуемого "плоскостью измерений" (или "измерительной плоскостью").


В соответствии с вигнеровским распределением для распределения плотности мощности в плоскости измерений справедливо выражение

.                             (1)


Примечание - Пределы интегрирования в уравнении (1) практически ограничены максимальными углами отклонения параксиальных лучей в лазерном пучке; в зависимости от условий постановки задачи они могут быть распространены до бесконечности.

     2.3 Моменты первого и второго порядков распределения Вигнера


Моменты первого порядка:

;                                (2)

     
;                                (3)

     
;                            (4)

     
,                           (5)


где - мощность излучения в пучке, описываемая выражением:

                                    (6)


или с учетом уравнения (1)

.                                                    (7)

Доступ к полной версии документа ограничен
Полный текст этого документа доступен на портале с 20 до 24 часов по московскому времени 7 дней в неделю.
Также этот документ или информация о нем всегда доступны в профессиональных справочных системах «Техэксперт» и «Кодекс».
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте «Техэксперт: Лаборатория. Инспекция. Сертификация» бесплатно
Реклама. Рекламодатель: Акционерное общество "Информационная компания "Кодекс". 2VtzqvQZoVs