, (10)

где δd - погрешность измерения диаметра пучка лазерного излучения в процентах.

При этом границы интервала погрешности должны находиться в пределах ± 30 % (см. приложение 3).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендуемое

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

Ослабители

Наименование, тип ослабителя

Коэффициент ослабления

Спектральный диапазон, мкм

Допустимая плотность энергии, Дж/см2

1. Плоскопараллельная пластина толщиной 1-3 мм, изготовленная из нейтрального стекла марок:


0,35-3,0

1-10 при длительности импульса по уровню 0,5 10-3-10-8 с

НС-1

1,43



НС-2

3,34



НС-3

10,0



НС-6

1,25



НС-7

1,67



НС-8

3,34



НС-9

10,0



НС-10

100,0



2. Плоскопараллельная пластина из германия или кремния толщиной 2-10 мм

1,67-1,25

1,25

3,0-11,0


3. Ослабители, основанные на френелевском отражении от поверхности диэлектрика, прозрачного в заданной области спектра:




- стекло оптическое бесцветное

33,4-10,0

0,35-3,0

10 при длительности импульса по нулевому уровню 10-6-10-8 с

- германий

2,0-5,0

2,0-11,0


- кремний

2,0-5,0

1,15-11,0


4. Ослабители, основанные на отражении от диффузно рассеивающих поверхностей (молочные стекла, оксид магния, сернокислый барий, матированные поверхности металлов)

10000-10

0,35-11,0


Отвердители

Спектральный диапазон, мкм

Материал

п

0,2-2,5

Плавленый кварц

1,461

0,40-1,2

Стекло К-8

1,514

0,15-16,0

Кристалл BaF2

1,400

0,6-11,0

Кристалл КВг

1,550

1,0-11,0

Кристалл Si

3,450

1,8-20,0

Кристалл Ge

4,000

0,15-6,0

Сапфир Аl2О3

1,700

Примечание. Допускается применять другие средства измерения, метрологические характеристики которых соответствуют требованиям настоящего стандарта.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА α

1. Схема расположения средств измерения и вспомогательных устройств и требования к ним должна соответствовать п. 1.1 настоящего стандарта.

2. При измерении коэффициента α должны быть использованы те же средства измерения и вспомогательные устройства, что и при измерении диаметра пучка методом калиброванных диафрагм.

3. Проводят 10 измерений по п. 1.1.2.5 настоящего стандарта. Результаты измерений заносят в таблицу.

Определяемая величина

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

zlj, Дж (Вт)











z'lj, Дж (Вт)











Коэффициент αj = z'lj/zlj











Среднее значение коэффициента











Относительное среднеквадратическое отклонение











4. Полученный коэффициент принимают за α и используют при расчете отношения γi по формуле (1) настоящего стандарта

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Справочное

1. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА ПУЧКА ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1.1. Погрешность измерения диаметра пучка лазерного излучения методом калиброванных диафрагм вычисляют по формулам:

- при использовании ответвителя

; (1)

- при отсутствии ответвителя

, (2)

где δси - погрешность средства измерения энергии (мощности) лазерного излучения (находится в пределах ± 18 %);

а - коэффициент, обусловленный исключением в процессе измерения систематической составляющей погрешности средства измерения энергии (мощности), так как при измерении zi и z'i используется один и тот же экземпляр средства измерения, относительная погрешность которого аддитивна (a £ 0,5);

δосл - погрешность, вносимая ослабителем (в пределах ± 5 %);

δотв - погрешность, вносимая ответвителем (в пределах ± 3 %);

δD1 - погрешность, обусловленная дифракцией лазерного излучения на краях диафрагмы (в пределах ± 5 %);

δD2 - погрешность измерения диаметра отверстия диафрагмы (в пределах ± 3 %);

δнд - погрешность, обусловленная смещением оси диаграммы направленности в плоскости диафрагмы в процессе измерения (в пределах ± 8 %);

σα - относительное среднее квадратическое отклонение определения α (в пределах ± 3 %), рассчитывается в соответствии с приложением 2;

δапр - погрешность аппроксимации при построении графической зависимости γ =f (D) (в пределах ± 3 %);

δнм - погрешность, обусловленная нестабильностью энергии (мощности) лазерного излучения (в пределах ±5 %);

Кси, Косл, Котв, КD, Капр, Кнм, Кнд - коэффициенты, зависящие от закона распределения соответствующих погрешностей измерения и установленной вероятности.

Закон распределения частных погрешностей - равномерный. Предельные значения коэффициентов Кси = Косл = Котв = Кн = Кнд = Капр = Кнм = 1,73.

Закон распределения суммарной погрешности - нормальный, К = 1,96 при вероятности 0,95.

%

%

1.2. Погрешность измерения диаметра пучка лазерного излучения методом распределения плотности энергии (мощности) вычисляют по формуле

, (3)

где δОРПЭ(М) - погрешность измерения относительного распределения плотности энергии (мощности) лазерного излучения (в интервале ± 24 % с установленной вероятностью 0,95);

δапр - погрешность аппроксимации при построении зависимости γ = f(D) (в пределах ± 3 %);

Капр, КD, КОРПЭ(М) - коэффициенты, зависящие от закона распределения соответствующих погрешностей измерения и установленной вероятности.

В соответствии с ГОСТ 25917 закон распределения δОПРЭ(М) - нормальный, КОРПЭ(М) = 1,96 для вероятности 0,95.

Закон распределения δd - нормальный, Kd = 1,96 для вероятности 0,95.

;

δd = ± 25%

2. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДИМОСТИ ПУЧКА ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

2.1. Погрешность измерения расходимости лазерного излучения методом фокального пятна вычисляют по формуле

, (4)

где δd - погрешность измерения диаметра пучка лазерного излучения (в интервале ± 25 % с установленной вероятностью 0,95);

δопт - погрешность, вносимая аберрацией оптической системы (в пределах ± 5 %);

δF - погрешность определения фокусного расстояния оптической системы (в пределах ± 10 %);

, Kd, KF, Kопт - коэффициенты, зависящие от закона распределения соответствующих погрешностей измерения и установленной вероятности.

Закон распределения и δd - нормальный, = Кd = 1,96 для вероятности 0,95.

Закон распределения δF, δопт - равномерный, предельное значение КF = Kопт = 1,73.

;

± 27 %

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.2. Погрешность измерения расходимости лазерного излучения методом двух сечений определяют по формуле

, (5)

где δ1 - погрешность измерения расстояния между сечениями (в пределах ± 1 %).

Вторым слагаемым в подкоренном выражении формулы (5) можно пренебречь, так как оно много меньше первого слагаемого. Учитывая, что KΘ = Kd, получим

.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Справочное

ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА ПУЧКА МЕТОДОМ КАЛИБРОВАННЫХ ДИАФРАГМ И МЕТОДОМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЭНЕРГИИ (МОЩНОСТИ)

1. Блок-схема алгоритма приведена на чертеже.

В блоках 1-7 осуществляется ввод исходной информации.

При вводе исходных данных и при вычислениях необходимо учитывать, что структура матрицы может быть прямоугольной или радиальной.

В блоке 1 задают признак типа структуры матрицы (П). Ниже приведены формулы для прямоугольной структуры. В случае радиальной структуры все приведенные формулы следует преобразовать в полярные координаты (rk, φ1).

В блоках 8-9 вычисляют значения величин по формулам, приведенным в пп. 1.2.3.1-1.2.3.3 настоящего стандарта. Координаты энергетического центра (ЭЦ) вычисляют в относительных единицах:

, (1)

. (2)

При выполнении блоков 10-11 находят минимальный диаметр круга с центром в точке О и покрывающего площадь матрицы

, (3)

где k0 и l0 - координаты наиболее удаленного от ЭЦ элемента матрицы.

Далее с помощью блоков 12-16 в цикле выполняют массив значений γi для различных Di.

На основании полученных значений γi с помощью аппроксимации оценивают диаметр Dγ по заданному уровню γ (блоки 17, 18).

2. При обработке результатов измерений диаметра пучка методом калиброванных диафрагм используют тот же алгоритм, но пуск осуществляют с блока 21. Вычисление γi проводят в цикле с помощью блоков 23-26, 15, 16, 20. Далее оценивают Dγ (блоки 17 и 18).

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 № 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 (декабрь 2001 г.) с Изменением № 1, утвержденным в ноябре 1987 г. (ИУС 2-88)

СОДЕРЖАНИЕ

1. Методы измерения диаметра пучка излучения 1

2. Методы измерения энергетической расходимости лазерного излучения 4

Приложение 1 Рекомендуемые средства измерения 6

Приложение 2 Метод определения коэффициента α 6

Приложение 3 7

1. Расчет погрешностей измерения диаметра пучка лазерного излучения 7

2. Расчет погрешности измерения расходимости пучка лазерного излучения 8

Приложение 4 Описание алгоритма определения диаметра пучка методом калиброванных диафрагм и методом распределения плотности энергии (мощности) 9