-32300: transport error - HTTP status code was not 200
СССР
Государственный стандарт от 01 июля 1985 года № ГОСТ 26086-84
ГОСТ 26086-84 Лазеры. Методы измерения диаметра пучка и энергетической расходимости лазерного излучения (с Изменением N 1)
- Принят
- Государственным комитетом СССР по стандартам
27 января 1984 года
- Разработан
- Государственным комитетом СССР по стандартам
01 июля 1985 года
ГОСТ 26086-84
Группа Т35
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ЛАЗЕРЫ
Методы измерения диаметра пучка и энергетической расходимости
лазерного излучения
Lasers. Methods for measurement of beam diameter
and beam energy divergence angle
MКC 31.260
ОКСТУ 6341
Дата введения 1985-07-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1.РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам
2.УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27.01.84 N 361
3.ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
4.ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта, приложения |
| ГОСТ 24714-81 | Вводная часть |
| ГОСТ 25212-82 | 1.1.1.7 |
| ГОСТ 25786-83 | 1.1.1.7 |
| ГОСТ 25917-83 | 1.2.2, приложение 3 |
5.ИЗДАНИЕ (март 2005 г.) с Изменением N 1, утвержденным в ноябре 1987 г. (ИУС 2-88)
Настоящий стандарт распространяется на лазеры непрерывного и импульсного режимов работы и устанавливает методы измерения:
- диаметра пучка излучения:
- метод калиброванных диафрагм,
- метод распределения плотности энергии (мощности) лазерного излучения;
- энергетической расходимости лазерного излучения:
- метод фокального пятна,
- метод двух сечений.
Общие требования при измерении и требования безопасности - по ГОСТ 24714.
1.МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА ПУЧКА ИЗЛУЧЕНИЯ
1.1.Метод калиброванных диафрагм
Измерение основано на определении диаметра диафрагмы, через которую проходит заданная доля энергии (мощности) лазерного излучения.
1.1.1.Аппаратура
1.1.1.1.Схема расположения средств измерений и вспомогательных устройств приведена на черт.1.
1 - лазер; 2 - ослабитель; 3 - ответвитель; 4, 7 - оптическая система; 5, 8 - средства измерения
энергии (мощности) лазерного излучения; 6 - калиброванная диафрагма; 9 - средство юстировки;
10- устройство для измерения диаметра пучка излучения
Черт.1
1.1.1.2.Перечень рекомендуемых средств измерений и вспомогательных устройств приведен в приложении 1.
1.1.1.3.Ослабитель должен обеспечивать значение энергии (мощности) лазерного излучения в пределах энергетического диапазона применяемого средства измерения энергии (мощности). Погрешность, вносимая ослабителем, должна быть в пределах ±5%.
Если энергия (мощность) лазерного излучения не превышает верхнего предела измерителя, допускается не использовать ослабитель 2.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.1.1.4.Ответвитель должен обеспечивать разделение пучка излучения с погрешностью в пределах ±3%.
1.1.1.5.Диафрагма, устанавливаемая перпендикулярно направлению распространения пучка лазерного излучения, должна обеспечивать:
- пропускание энергии (мощности) лазерного излучения от до 0,7, где - полная энергия (мощность) лазерного излучения, - установленный в стандартах или технических условиях (ТУ) на лазеры конкретных типов уровень энергии (мощности) лазерного излучения, при котором определяется диаметр пучка;
- плавное или ступенчатое изменение диаметра поперечного сечения пучка лазерного излучения, попадающего на средство измерения энергии (мощности) 8, с шагом не более 0,2, где - диаметр пучка излучения, указанный в стандартах или ТУ на лазеры конкретных типов.
Погрешность определения диаметра отверстия диафрагмы должна быть в пределах ±3%.
Допускается использовать набор сменных калиброванных диафрагм.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.1.1.6.Оптическая система, должна обеспечивать согласование диаметра пучка лазерного излучения с размером входной апертуры средства измерения энергии (мощности). Погрешность, вносимая оптической системой, должна быть в пределах ±3%. Если диаметр поперечного сечения лазерного пучка находится в пределах, установленных для применяемого средства измерения, оптическую систему допускается не применять.
1.1.1.7.Средство измерения энергии лазерного излучения должно соответствовать требованиям ГОСТ 25212, средство измерения мощности лазерного излучения - ГОСТ 25786.
1.1.1.8.Средство юстировки должно обеспечивать попадание лазерного излучения в центральную часть приемных площадок средств измерений и вспомогательных устройств. В качестве средств юстировки рекомендуется применять визуализаторы, газовые лазеры непрерывного режима работы в видимой области спектра с расходимостью не более 10' или другие устройства.
1.1.1.9.Если относительная нестабильность энергии (мощности) лазерного излучения за время измерения не превышает 5%, допускается не вводить в схему измерения ответвитель, оптическую систему 4 и средство измерения энергии (мощности) 5.
1.1.2.Подготовка и проведение измерений
1.1.2.1.Устанавливают средства измерений и вспомогательные устройства и подготавливают их к работе в соответствии с эксплуатационной документацией на них.
1.1.2.2.Включают лазер и прогревают в течение времени готовности, установленного в стандарте или ТУ на лазер конкретного типа.
1.1.2.3.Проводят юстировку, добиваясь попадания пучка лазерного излучения в центральную часть диафрагмы, приемных площадок ослабителя, ответвителя, оптической системы и средств измерения энергии (мощности) лазерного излучения.
1.1.2.4.Устанавливают диаметр диафрагмы , при котором через диафрагму проходит полная энергия (мощность) излучения .
1.1.2.5.Измеряют энергию (мощность) лазерного излучения и средствами измерения 8 и 5 соответственно.
1.1.2.6.Уменьшая диаметр диафрагмы, определяют и , где 2, 3, .... Измерения проводят не менее чем при пяти различных диаметрах диафрагмы, если иное не установлено в стандартах или ТУ на лазеры конкретных типов.
1.1.3.Обработка результатов
1.1.3.1.Для каждого -го значения диаметра диафрагмы вычисляют соотношение
, (1)
где - коэффициент, определяемый в соответствии с приложением 2;
1, 2, ....
1.1.3.2.Полученные данные аппроксимируют зависимостью и определяют диаметр диафрагмы, соответствующий уровню энергии , указанному в стандартах или ТУ на лазеры конкретных типов.
Найденный диаметр диафрагмы принимают за диаметр пучка лазерного излучения.
1.1.3.3.При измерении по схеме с учетом требований п.1.1.1.9 вычисляют по формуле
. (2)
1.1.3.4.Обработку результатов измерений можно проводить с использованием ЭВМ. Алгоритм обработки приведен в приложении 4.
1.1.4.Показатели точности измерения
Погрешность измерения диаметра пучка находится в интервале ±24% с установленной вероятностью 0,95. Расчет погрешности измерения приведен в приложении 3.
1.2.Метод распределения плотности энергии (мощности)
1.2.1.Измерение основано на определении диаметра круга, в котором заключена заданная доля энергии (мощности) лазерного излучения. Центр этого круга должен соответствовать точке сечения пучка лазерного излучения, совпадающей с энергетическим центром относительного распределения плотности энергии (мощности) ОРПЭ (М)*.
1.2.2.Измеряют ОРПЭ (М) по ГОСТ 25917.
1.2.3.Обработка результатов. Показатели точности измерения
1.2.3.1.Строят матрицу значений относительной плотности энергии (мощности) в различных точках сечения лазерного пучка, где , - координаты точки сечения.
1.2.3.2.Полную энергию (мощность) лазерного излучения вычисляют по формуле
, (3)
где , - равномерный шаг между соседними точками ОРПЭ (М), в которых определена по соответствующим осям координат;
, - количество точек в сечении пучка по строке и столбцу матрицы значений соответственно.
1.2.3.3.Координаты энергетического центра (, ) ОРПЭ (М) (см. черт.2) вычисляют по формулам:
, (4)
. (5)
Изображение матрицы значений
Черт.2
1.2.3.4.Диаметр окружности, в которую полностью вписывается матрица значений , вычисляют по формуле
, (6)
где и - координаты наиболее удаленного от энергетического центра элемента матрицы.
1.2.3.5.Уменьшают диаметр (где - 1, 2, 3 ...) таким образом, чтобы окружность с центром в точке (, ) охватывала хотя бы на одну измеренную точку меньше, чем окружность диаметром .
1.2.3.6.Определяют энергию (мощность) лазерного излучения, заключенную в круге диаметром , аналогично п.1.2.3.2.
1.2.3.7.Для каждого -го значения диаметра вычисляют отношение по формуле
. (7)
1.2.3.8.Определяют диаметр пучка аналогично п.1.1.3.2.
1.2.3.9.Обработку результатов целесообразно проводить с использованием ЭВМ. Алгоритм определения диаметра пучка приведен в приложении 4.
При радиальной структуре матрицы значений все приведенные в приложении 4 формулы следует преобразовать в полярные координаты (, ).
1.2.3.10.Погрешность измерения диаметра пучка лазерного излучения находится в интервале ±25% с установленной вероятностью 0,95. Расчет погрешности измерения приведен в приложении 3.
2.МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ РАСХОДИМОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
2.1.Метод фокального пятна
2.1.1.Аппаратура
2.1.1.1.Схема расположения средств измерений и вспомогательных устройств приведена на черт.3.
1 - лазер; 2 - ослабитель; 3 - оптическая система; 4 - устройство для измерения
диаметра пучка излучения; 5 - средство юстировки
Черт. 3
2.1.1.2.Ослабитель должен обеспечивать значение энергии (мощности) лазерного излучения в пределах, установленных в эксплуатационной документации на применяемые средства измерений и вспомогательные устройства.
Погрешность, вносимая ослабителем, должна быть в пределах ±5%. Если энергия (мощность) лазерного излучения не превышает верхнего предела измерителя, допускается не использовать ослабитель 2.
2.1.1.3.Оптическая система должна фокусировать лазерное излучение. В качестве оптической системы можно использовать линзу, вогнутое зеркало или совокупность их в сочетании с другими оптическими элементами, например отклоняющей пластиной, оптическим клином.
Входная апертура оптической системы должна превышать более чем на 50% диаметр пучка лазерного излучения, установленный в стандартах или ТУ на лазеры конкретных типов.
Фокусное расстояние оптической системы должно быть таким, чтобы плотность энергии (мощности) лазерного излучения в сечении лазерного пучка, расположенного в фокальной плоскости оптической системы, не превышала предельно допустимого значения для средств измерения энергии (мощности).
Диаметр сечения пучка измеряют с погрешностью, установленной в пп.1.1.4 и 1.2.3.10.
Погрешность определения фокусного расстояния оптической системы должна быть в пределах ±10%.
Погрешность, обусловленная абберациями, вносимыми оптической системой, должна быть в пределах ±5%.
2.1.1.2, 2.1.1.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
2.1.2.Подготовка и проведение измерений
2.1.2.1.Устанавливают средства измерений и вспомогательные устройства и подготавливают их к работе в соответствии с эксплуатационной документацией на них. При этом оптическая ось средств измерений и вспомогательных устройств должна совпадать с направлением распространения лазерного излучения.
В технически обоснованных случаях (например, при использовании в качестве оптической системы вогнутого зеркала) допускается устанавливать оптическую систему так, что ее оптическая ось расположена под углом к направлению распространения лазерного излучения, соответствующим установленному в ТУ на лазеры конкретных типов. Погрешность, вносимая оптической системой, не должна превышать указанной в п.2.1.1.3.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2.1.2.2.Измеряют диаметр пучка излучения в фокальной плоскости оптической системы по пп.1.1 или 1.2.
2.1.3.Обработка результатов
2.1.3.1.Энергетическую расходимость лазерного излучения в радианах вычисляют по формуле
. (8)
2.1.4.Показатели точности измерения
Погрешность измерения энергетической расходимости находится в интервале ±27% с установленной вероятностью 0,95.
Расчет погрешности измерения приведен в приложении 3.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2.2.Метод двух сечений
2.2.1.Метод применим для измерения расходимости пучка лазерного излучения на расстоянии от выходного окна лазера до 1-го сечения большем (где - диаметр пучка лазерного излучения, указанный в стандартах или ТУ на лазеры конкретных типов, - длина волны лазерного излучения). Расстояние от выходного окна лазера до первого сечения должно соответствовать установленному в стандартах или ТУ на лазеры конкретных типов.
2.2.2.Измеряют по пп.1.1 или 1.2 диаметры пучка лазерного излучения в двух сечениях, отстоящих друг от друга на расстоянии , которое выбирают наибольшим для условий конкретного измерения.
2.2.3.Измеряют расстояние между сечениями. Погрешность измерения расстояния должна быть в пределах ±3%.
2.2.4.Обработка результатов
Энергетическую расходимость лазерного излучения вычисляют в радианах по формуле
, (9)
где и -- диаметры пучка лазерного излучения в первом и втором сечениях соответственно.
2.2.5.Показатели точности измерения
Показатели точности измерения энергетической расходимости лазерного излучения должны соответствовать установленным в стандартах или ТУ на лазеры конкретных типов.
Границы интервала, в котором с установленной вероятностью 0,95 находится погрешность измерения, вычисляют по формуле
, (10)
где - погрешность измерения диаметра пучка лазерного излучения в процентах.
При этом границы интервала погрешности должны находиться в пределах ±30% (см. приложение 3).