ГОСТ Р ИСО 15367-1-2012 Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений формы волнового фронта пучка лазерного излучения. Часть 1. Терминология и основные положения (Переиздание)

Введение
к международному стандарту ИСО 15367-1:2003 "Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений формы волнового фронта пучка лазерного излучения. Часть 1. Терминология и основные положения"

При проектировании, монтаже и эксплуатации лазерных установок и систем важно гарантировать воспроизводимость нормируемых характеристик лазерного излучения, представлять особенности поведения пучка по трассе его распространения и оценивать эффективность мер, принимаемых по обеспечению безопасности для обслуживающего персонала. Подлежащие измерению величины и параметры, характеризующие лазерное излучение, подразделяют на четыре группы:

- распределение плотности мощности (энергии) в поперечном сечении пучка (ИСО 13694);

- ширины, углы расходимости и коэффициенты распространения пучка (ИСО 11146);

- распределение фазы (ИСО 15367);

- пространственная когерентность пучка.

Часть 1 серии стандартов ИСО 15367 содержит термины, определения и обозначения, необходимые при рассмотрении методического и аппаратурного обеспечения измерений распределения фазы в поперечном сечении лазерного пучка. В ней также описаны рекомендуемые методики измерений:

- азимута главных плоскостей распределения фазы;

- размеров астигматических аберраций;

- аберрационной функции волнового фронта и среднего квадратического значения его деформации.

Полезна качественная визуальная оценка формы поверхности волнового фронта пучка по интерферограмме или изометрической проекции. Однако для повышения качества технологической обработки изделий на лазерных установках необходимы методики и средства количественной оценки искажений волнового фронта. Описываемая в настоящей части серии стандартов ИСО 15367 методика предусматривает возможность количественного анализа распределения фазы распространяющегося пучка с предельно достижимой достоверностью результата.

В принципе допустимо, но не принято использовать для этих целей количественные оценки общеизвестных аберраций - комы, сферической аберрации, астигматизма лазерного пучка. Наилучшей оценкой качества считают степень отклонения волнового фронта от идеальной поверхности. Вместе с тем циркулярная асимметрия является источником ряда искажений волнового фронта пучка, ассоциируемым с его астигматизмом, порождаемым используемой оптической системой. Поэтому детально анализируют различные виды и характеристики астигматизма пучков. Измерения астигматизма важны для проектировщиков оптических систем при выборе элементов коррекции астигматизма пучков. Описываемые в первой части серии стандартов ИСО 15367 методики измерений также могут быть использованы при оценке остаточного астигматизма пучка после завершения коррекции и в целях юстировки системы (установки).

Разработка и реализация методик измерений распределения фазы стали возможны после выяснения целесообразности объединения этих измерений с одновременно проводимыми измерениями распределения плотности мощности (энергии) (ИСО 13694) в одном и том же поперечном сечении пучка. Цифровая обработка данных позволила получить значительно большее число характеристик и параметров распространяющегося пучка, чем результаты измерений огибающей распределения мощности (энергии), получаемые при определении коэффициента распространения пучка (ИСО 11146). Информация о большем числе характеристик пучка особенно важна при необходимости детальной оценки распределения плотности мощности (энергии) в процессе локализации пучка при его взаимодействии с объектом технологической обработки.