, (10)
где δd - погрешность измерения диаметра пучка лазерного излучения в процентах.
При этом границы интервала погрешности должны находиться в пределах ± 30 % (см. приложение 3).
Рекомендуемое
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.
Обязательное
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
Справочное
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%
2.1. 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
.
Справочное
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 |