ГОСТ Р ИСО 13694-2010

Группа Т35

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОПТИКА И ОПТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

ЛАЗЕРЫ И ЛАЗЕРНЫЕ УСТАНОВКИ (СИСТЕМЫ)

Методы измерений распределения плотности мощности (энергии) лазерного пучка

Optics and optical instruments. Laser and laser-related equipment. Test methods for laser beam power (energy) density distribution

ОКС 31.260

Дата введения 2011-10-01

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 на русский язык 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 30 ноября 2010 г. N 766-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 13694:2000* "Оптика и оптические приборы. Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений распределения плотности мощности (энергии) лазерного пучка" (ISO 13694:2000 "Optics and optical instruments - Laser and laser-related equipment - Test methods for laser beam power [energy] density distribution").

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в справочном приложении A

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 13694:2000 "Оптика и оптические приборы. Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений распределения плотности мощности (энергии) лазерного пучка"

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 правительственные и неправительственные организации, связанные с ИСО, также принимают участие в работе. ИСО тесно сотрудничает с Международной электротехнической комиссией (МЭК) по всем вопросам электротехнической 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.

В подтверждение согласия с фактами возможного использования в данном стандарте патентов и необходимости коррекции рисунка 1 все утверждения и ссылки в тексте, относящиеся к определению и установлению границ применимости понятия "тонкая аппроксимация", следует исключить во избежание неточностей и возникновения возможной путаницы.

Международный стандарт ИСО 13694 подготовлен подкомитетом ПК 9 "Электрооптические системы" Технического комитета ИСО/ТК 172 "Оптика и фотоника".

Введение
к международному стандарту ИСО 13694:2000 "Оптика и оптические приборы. Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений распределения плотности мощности (энергии) лазерного пучка"

Многие применения лазеров основаны на использовании данных о распределении плотности мощности (энергии) в поперечном сечении пучка как в ближней, так и в дальней зонах*. Распределение плотности мощности (энергии) лазерного пучка характеризуют пространственным распределением плотности излучаемой мощности (энергии), получаемым экспериментально при поперечном смещении в выделенной плоскости, перпендикулярной направлению распространения излучения. В общем случае распределение плотности мощности (энергии) пучка изменяется вдоль направления распространения. В зависимости от мощности (энергии), размера, длины волны, поляризации и когерентности пучка в различных ситуациях применяют разные методы измерений. Обычно используют пять методов с применением: линейки или двумерной матрицы с электронной камерой регистрации ее выходных сигналов; варьируемой диафрагмы; сканирующего пинхола; движущегося резкого края (секущего ножа или ножа Фуко); перемещаемой щели.

________________

* В настоящем международном стандарте ближнюю зону определяют как поле излучения лазера на расстоянии от места перетяжки пучка, которое меньше расстояния Рэлея . Дальнюю зону определяют в соответствии с ИСО 11145.

Международный стандарт устанавливает как определения терминов и обозначений, используемых для описания распределения плотности мощности, так и требования к методикам и средствам выполнения этих измерений. Для импульсных лазеров наиболее часто измеряемой величиной является распределение интегрированной во времени плотности мощности (т.е. плотности энергии).

В соответствии с ИСО 11145 можно использовать два разных определения для описания и измерения диаметра лазерного пучка. Одно определение основано на измерениях доли мощности (энергии), заключенной в круглом сечении пучка; второе - на определении пространственных моментов распределения плотности мощности (энергии) лазерного пучка.

Использование пространственных моментов необходимо для вычисления коэффициента распространения пучка (или ) по результатам измерений ширин пучка в его сечениях на различных расстояниях вдоль оси распространения излучения. ИСО 11146 описывает эту методику измерений. Для других применений могут быть использованы иные определения диаметра пучка. Для некоторых величин, используемых в настоящем международном стандарте, первое определение (основанное на мощности (энергии), заключенной в круге с данным диаметром) является более подходящим для применения.

Международная организация по стандартизации (ИСО) обращает внимание на то обстоятельство, что данный документ может включать в себя сведения об использовании патентов, содержащих оценки уровней отрицательного фонового шума при получении изображений измеряемых распределений ПЗС-камерой, как описано в 9.3.2.

ИСО не дает никаких заключений относительно достоверности, подтверждения, компетентности этих патентных прав.

Владелец патентного права (US N 5,418,562 и 5,440,562 и РСТ WO 94/27401) 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:

Spiricon Ins.

Laser Beam Diagnostics

2600 North Main

Logan, UT 84341

USA.

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

Введение
к национальному стандарту Российской Федерации ГОСТ Р ИСО 13694-2010 "Оптика и оптические приборы. Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений распределения плотности мощности (энергии) лазерного пучка"

Целью настоящего стандарта является прямое применение в Российской Федерации международного стандарта ИСО 13694:2000 "Оптика и оптические приборы. Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений распределения плотности мощности (энергии) лазерного пучка" как основы для изготовления и поставки на экспорт объекта стандартизации по договорам (контрактам).

ГОСТ Р ИСО 13694-2010 представляет собой полный аутентичный текст ИСО 13694:2000.

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на методики измерений распределения плотности мощности (энергии) в поперечном сечении пучка лазерного излучения. В стандарте приведены определения параметров, характеризующих пространственные свойства функций распределения плотности мощности (энергии) лазерного излучения в поперечном сечении пучка в любой точке вдоль линии его распространения.

     2 Нормативные ссылки

Следующие нормативные документы содержат положения, которые через ссылки в настоящем тексте составляют положения настоящего стандарта. Для датированных ссылок последующие поправки или пересмотры любой из этих публикаций неприменимы. Однако сторонам соглашений, основанных на настоящем стандарте, рекомендуется изучить возможность применения самых последних изданий нормативных документов, указанных ниже. Для ссылки без даты следует применять последнее издание упомянутого нормативного документа. Члены ИСО и МЭК ведут перечни действующих международных стандартов.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*:

_______________

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

ИСО 11145:1994 Оптика и оптические приборы. Лазеры и относящееся к лазерам оборудование. Словарь и обозначения

ИСО 11146:1999 Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений параметров лазерного пучка. Ширины, углы расходимости и коэффициенты распространения лазерных пучков

ИСО 11554:1998 Оптика и фотоника. Лазеры и лазерные установки (системы). Методы испытаний лазеров и измерений мощности, энергии и временных характеристик лазерного пучка

МЭК 61040:1990 Измерительные преобразователи, приборы и установки для измерений лазерного излучения

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 11145, МЭК 61040, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 измеряемые величины

3.1.1 плотность мощности : Часть мощности в сечении пучка с координатой , которая падает на поверхность площадью вместе с координатами , , деленная на площадь .

3.1.2 плотность энергии (импульсный режим излучения лазера): Часть энергии (интегрированной по времени мощности) в сечении пучка с координатой , которая падает на поверхность площадью вместе с координатами , , деленная на площадь

.

3.1.3 мощность : Мощность непрерывного лазерного излучения в сечении пучка с координатой

.

3.1.4 энергия импульса : Энергия импульсного лазерного излучения в сечении пучка с координатой

.

3.1.5 максимальная плотность мощности (энергии) : Максимальное значение функции пространственного распределения плотности мощности (энергии) в сечении пучка с координатой .

3.1.6 координата максимума : Координата точки на оси распространения пучка, где расположено сечение с или в плоскости .

Примечание - Координаты могут быть определены неоднозначно, если измерения проводят с приемниками излучения, имеющими недостаточно высокое пространственное разрешение и относительно малый диапазон измерений.

3.1.7 пороговая плотность мощности (энергии) : Плотность мощности (энергии), составляющая часть от максимальной плотности мощности (энергии) в сечении пучка с координатой :

- для непрерывного излучения;

- для импульсного излучения;

.

Примечание - Обычно значение выбирают таким, чтобы или были чуть больше, чем влияющие на характеристику преобразования приемника излучения максимальные пучки фонового шума во время измерений. В 9.3 описаны методы вычитания фонового шума, используемые для определения нулевого уровня приемно-усилительного устройства. Такие факторы, как применение лазера, тип распределения плотности мощности (энергии), чувствительность приемно-усилительного устройства, линейность его характеристики преобразования и ее нулевая линия, уровень смещения и т.п., также могут влиять на выбор .