ГОСТ Р ИСО 15367-2-2012

Группа Т35

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЛАЗЕРЫ И ЛАЗЕРНЫЕ УСТАНОВКИ (СИСТЕМЫ). МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ФОРМЫ ВОЛНОВОГО ФРОНТА ПУЧКА ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Часть 2

Датчики Шока-Гартмана

Laser and laser-related equipment. Test methods for determination of the shape of a laser beam wavefront. Part 2. Shack-Hartmann sensors

ОКС 31.260

Дата введения 2013-07-01

     
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 12 июля 2012 г. N 179-ст*

________________

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 июля 2012 г. N 189-ст. - Примечание изготовителя базы данных.

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 15367-2:2005* "Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений формы волнового фронта пучка лазерного излучения. Часть 2. Датчики Шока-Гартмана" (ISO 15367-2:2005 "Laser and laser-related equipment - Test methods for determination of the shape of a laser beam wavefront - Part 2: Shack-Hartmann sensors").

________________

* Документ в информационных продуктах не содержится. За информацией о документе Вы можете обратиться 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 дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемом информационном указателе "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 15367-2:2005 "Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений формы волнового фронта пучка лазерного излучения. Часть 2. Датчики Шока-Гартмана"

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 данного стандарта могут быть предметом патентования. ИСО не несет ответственности за признание какого-либо или всех патентных прав.

Международный стандарт ИСО 15367-2 подготовлен подкомитетом ПК 9 "Электрооптические системы" технического комитета ИСО/ТК 172 "Оптика и фотоника".

Стандарты серии ИСО 15367 под групповым заголовком "Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений формы волнового фронта пучка лазерного излучения", общим для всех стандартов указанной серии, состоят из следующих частей:

- часть 1. Терминология и основные положения;

- часть 2. Датчики Шока-Гартмана.

Введение к международному стандарту ИСО 15367-2:2005 "Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений формы волнового фронта пучка лазерного излучения. Часть 2. Датчики Шока-Гартмана"

Знание характеристик процесса распространения пучка лазерного излучения необходимо как при разработке и совершенствовании лазерных систем, так и в сфере промышленного использования лазеров.

Известны четыре группы параметров, характеризующих процесс распространения пучка лазерного излучения:

- распределение плотности мощности (энергии) (ИСО 13694);

- ширины, углы расходимости и коэффициенты распространения пучка (ИСО 11146-1 и ИСО 11146-2);

- распределение волнового фронта (фазы) (ИСО 15367-1 и настоящая часть ИСО 15367);

- пространственная когерентность пучка (пока не стандартизована).

В принципе полное описание процесса требует знания функции взаимной когерентности или функции спектральной плотности по крайней мере в одном поперечном сечении пучка. Несмотря на то, что определение этих распределений может быть выполнено, затраты на проведение подобных экспериментов достаточно велики, а промышленные средства измерений этих величин пока недоступны. Таким образом, настоящая часть ИСО 15367 не распространяется на универсальные способы описания пучка, а лишь ограничена рекомендациями по измерению волнового фронта, что эквивалентно распределению фазы для пучков, обладающих пространственной когерентностью. Следовательно, достаточная точность прогнозирования распространения пучка достижима только в ограниченном случае высокой степени пространственной когерентности.

Разнообразные средства измерений градиента фазы или волнового фронта пригодны для определения распределений волнового фронта или фазы. К таким средствам измерений, в том числе, относятся интерферометры поперечного сдвига, Гартмана и Шока-Гартмана датчики волнового фронта, а также муаровый дефлектометр. С помощью этих средств измерений определяют градиенты волнового фронта или фазы, а по полученным данным реконструируют двухразмерное (двухкоординатное) фазовое распределение.

В ИСО 15367-2 рассмотрены только датчики волнового фронта Гартмана и Шока-Гартмана, поскольку при их использовании могут быть проведены измерения волновых фронтов пучков как полностью, так и частично когерентного лазерного излучения. Значительное число таких датчиков освоено промышленностью.

Основные достоинства датчиков Гартмана:

- широкий динамический диапазон;

- высокая оптическая эффективность;

- возможность выполнения измерений в пучках с частичной когерентностью;

- отсутствие требований спектральной чистоты;

- отсутствие неопределенности при приращениях фазы в 2;

- возможность получения и анализа волнового фронта по результатам одного измерения.

Средства прямых измерений фазы или волнового фронта типа самокалибруемых интерферометров находятся вне области применения ИСО 15367-2.

Введение к национальному стандарту Российской Федерации ГОСТ Р ИСО 15367-2-2012 "Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений формы волнового фронта пучка лазерного излучения. Часть 2. Датчики Шока-Гартмана"

Настоящий стандарт подготовлен в целях прямого применения в Российской Федерации международного стандарта ИСО 15367-2:2005 "Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений формы волнового фронта пучка лазерного излучения. Часть 2. Датчики Шока-Гартмана" как основополагающего нормативного документа, требования которого должны быть учтены при изготовлении и поставке на экспорт объекта стандартизации по договорам (контрактам).

ГОСТ Р ИСО 15367-2-2012 представляет собой полный аутентичный текст ИСО 15267-2:2005.

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на методики измерений и оценки функции распределения волнового фронта в поперечном сечении лазерного пучка с использованием датчиков Гартмана и Шока-Гартмана. Положения настоящего стандарта распространяются на астигматические пучки когерентного и частично когерентного непрерывного и импульсного лазерного излучения.

Кроме того, описаны надежные численные методы зональной и модальной реконструкций двухразмерного (двухкоординатного) распределения волнового фронта с учетом неопределенности измерений.

Данные, описывающие распределение волнового фронта, позволяют определять ряд его параметров, которые приведены в ИСО 15367-1.

     2 Нормативные ссылки

Следующие нормативные документы* необходимы для применения настоящего стандарта. Для датированных ссылок следует применять только указанные издания. Для ссылок без даты следует применять последнее издание документа (включая любые поправки).

____________

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

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ИСО 11145 Оптика и оптические приборы. Лазеры и относящееся к лазерам оборудование. Словарь и обозначения (ISO 11145, Optics and photonics - Lasers and laser-related equipment - Vocabulary and symbols)

ИСО 13694 Оптика и оптические приборы. Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений распределения плотности мощности (энергии) лазерного пучка (ISO 13694, Optics and optical instruments - Lasers and laser-related equipment - Test methods for laser beam power (energy) density distribution)

ИСО 15367-1:2003 Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений формы волнового фронта пучка лазерного излучения. Часть 1. Терминология и основные положения (ISO 15367-1:2003, Laser and laser-related equipment - Test methods for determination of the shape of a laser beam wavefront - Part 1: Terminology and fundamental aspects)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 11145, ИСО 15367-1, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 расстояния между элементами матрицы (array element spacing); , : Расстояния между центрами соседних пинхолов или микролинз в направлениях осей и .

3.2 расстояние между экраном с субапертурами и матричным приемником излучения (sub-aperture screen to detector spacing); : Расстояние между экраном с субапертурами (матрица микролинз или экран Гартмана) и матричным приемником излучения.

Примечание - В датчиках Шока-Гартмана указанное расстояние часто равно фокусному расстоянию микролинзы.

3.3 фокусное расстояние микролинзы (lenslet focal length); : Фокусное расстояние микролинз в датчике Шока-Гартмана.

3.4 ширина субапертуры (sub-aperture width); : Ширина апертуры пинхолов в экране Гартмана или микролинз в датчике Шока-Гартмана, соответственно.

3.5 угловой динамический диапазон (angular dynamic range); : Максимально используемый угловой диапазон (угол поля зрения) датчиков Гартмана или Шока-Гартмана.

Примечание - Для квадратных апертур угловой динамический диапазон описывает выражение:

.

3.6 воспроизводимость результатов измерений волнового фронта (wavefront measurement repeatability); *: Среднее квадратическое значение разности между одиночными последовательными результатами измерений одного и того же волнового фронта и усредненным волновым фронтом :

_______________

* В соответствии с практикой, сложившейся в Российской Федерации, корректней называть сходимостью результатов измерений.

,