ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

Оптика и фотоника

ЛАЗЕРЫ И ЛАЗЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Методы определения порога лазерного разрушения

Часть 2

Определение порогового значения

(ISO 21254-2:2011, Lasers and laser-related equipment — Test methods for laser-induced damage threshold — Part 2: Threshold determination, MOD)

Издание официальное

Москва Стандарт нформ 2019

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-исследовательский институт физической оптики, оптики лазеров и информационных оптических систем Всероссийского научного центра «Государственный оптический институт им. С И Вавилова» (ФГУП «НИИФО-ОЛИОС ВНЦ «ГОИ им. С И. Вавилова») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 296 «Оптика и фотоника»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 сентября 2019 г. № 819-ст

4    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 21254-2:2011 «Лазеры и лазерное оборудование. Методы испытаний пороговых значений повреждений. вызванных лазерным излучением. Часть 2. Определение порогового значения» (ISO 21254-2:2011 «Lasers and laser-related equipment — Test methods for laser-induced damage threshold — Part 2: Threshold determination». MOD) путем изменения отдельных фраз, которые выделены в тексте курсивом. исключения из библиографии ссылок на международные стандарты, не использованные в тексте.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5)

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6    Некоторые элементы настоящего стандарта могут быть объектами патентных прав. Международная организация по стандартизации (ИСО) не несет ответственности за установление подлинности каких-либо или всех таких патентных прав

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «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 (www.gost.ru)

© ISO, 2011 — Все права сохраняются ©Стандартинформ. оформление. 2019

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

5    Точность

Суммарную погрешность определяют по ГОСТ Р 58369 для того, чтобы установить точность результатов испытаний. В суммарной погрешности учитывают вариации частоты повторения импульсов, общую энергию или мощность пучка, а также пространственное распределение и временное распределение интенсивности.

6    Протокол испытаний

6.1    В целях документального подтверждения _и предоставления данных измерений протокол испытания должен включать информацию, указанную в перечислениях а)—с) раздела 8 ГОСТ Р 58369— 2019. а также результаты проведенных испытаний.

6.2    Информация о результатах испытания «1 на 1»:

a)    микроснимок типичного разрушения испытательного участка, полученный с помощью микроскопа Номарского. с энергией импульса или мощностью пучка в диапазоне вероятности разрушения от 20 % до 80 %;

b)    график для определения ПЛР (см. рисунок 1);

c)    результат испытания, представленный в величине _р, _р. _р;

d)    число испытательных участков Л/_об

Рекомендуется записать в протокол условия и результаты испытаний для предоставления заказчику. Пример такого протокола испытаний приведен в приложении В

6.3    Информация о результатах испытания «С на 1»:

a)    как минимум один микроснимок типичного разрушения на испытательном участке, полученный с помощью микроскопа Номарского. с энергией импульса в диапазоне вероятности разрушения от 20 % до 80 % для каждого значения числа импульсов на участок;

b)    график характеристических кривых разрушения, на котором результаты наблюдений соединены линиями равной вероятности разрушения (см. рисунок 3), или диаграмма распределения данных о наличии разрушения на испытательных участках (см. рисунок 4).

В случае изменения механизма разрушения при разном числе импульсов предоставляют краткое описание видов разрушения.

По возможности, поставщик или лаборатория предоставляет заказчику протокол испытаний с записанными условиями и результатами испытаний. Пример такого протокола испытаний приведен в приложении D.

сти рокомондуотся использовать болоо низкие значения P^_3p, которые обеспечивают большое число значений величины воздействия. При отсутствии данного подозрения предпочтительным является более высокое значение для Р_разр, так как оно обеспечивает более высокую точность результатов испытаний на ПНР.

Рисунок А. 1 — Контурный График

Рисунок А 2 — График P_wp относительно п_{в 0} А.2.3 Верхний и нижний уровни плотности энергии W_Bepx и Н_ииж

Верхний и нижний уровни плотности энергии Н_вер< и Н_н¥0< можно рассчитать на основании фактических данных. полученных в результате предыдущих испытаний на разрушение на сопоставимых образцах. Значение Н_веох соответствует значению плотности энергии с вероятностью разрушения приблизительно 60 %. Значение Н_ииж является близким к расчетному пороговому значению, но выше его. Если фактические данные недоступны, значения ^и Ннлм ^М0ГУ^Т быть найдены путем поиска методом деления пополам непосредственно на испытуемой области При проведении поиска методом деления пополам минимальное число испытательных участков должно быть равно 15. Для больших испытательных областей со значением > 150 для проведения поиска допускается использовать одну десятую часть от общего числа участков А.2.4 Разрешение плотности энергии ЛН Разрешение плотности энергии ЛН вычисляют по формуле

6 Н ш    (А.З)

^пвв

где л₀ з определяют по А 2.2.

А.З Программа испытаний

Блок-схема алгоритма облучения образца приведена на рисунке А 3. Начальный уровень плотности энергии Н, равен ее верхнему уровню Н _х. После воздействия на первый участок определяют и фиксируют состояние разрушения Переменные #»{* и п г? являются счетными переменными для числа участков с/без разрушения соответственно на выбранном уровне плотности энергии Н, Облучение образца на Учи уровне продолжается до тех пор. пока не будут испытаны как минимум 12 участков и л? = л_уч или. в случае отсутствия наблюдаемого разрушения, л® ^р= 3/Р_рвзр. После того как облучения на /-м уровне завершено и на участках л_у„ получены разрушения, уровень плотности энергии уменьшается на ЫЧ. В случае отсутствия наблюдаемого разрушения на З/Р^^ участках при Н_1% уровень плотности энергии для следующего значения / увеличивается на 0.5ЪН и на ЛИ для каждого последующего уровня плотности энергии.

Эту процедуру повторяют до тех пор, пока не будет облучена вся испытуемая область

	Приложение В (справочное)
	Пример протокола испытаний «1 на 1»

Измерение значения ПНР в ходе испытаний «1 на 1» — по ГОСТ Р 58369 Испытательная организация

Название организации: Ислытатель/дата Образец	ХХХХХХ / дд/мм/гттг
Тип образца: Изготовитель:	исходная деталь, зеркальное покрытие для 1064 нм на стекле ВК7
Хранение.очистка	без специальных требований
Технические характеристики Идентификационный номер детали:	«глухое» зеркало. R > 99,5 % для 1064 нм, угол падения — 0 рад. стандартное покрытие для нормального использования
Дата изготовления	покрытие № 1187, нанесено дд/ммЛтгг

Спецификация испытания

Импульсный Nd YAG лазер, состоящий из задающего генератора с электрооптической модуляцией добротности и усилительного каскада с оптической развязкой Работа на одной поперечной и продольной моде Фокусировка с помощью двояковыпуклой линзы с ^числом пучка, равным 300

Параметры лазера Длина волны	1064 нм
Угол падения	0 рад
Состояние поляризации	линейное
Минимальное время между импульсами	5 с
Эффективная длительность импульса	12.7 нс (см рисунок В 1)
Длительность импульса	12 нс
Эффективный диаметр пучка в плоскости мишени:	0,34 мм (см рисунок В 2)

Суммарная погрешность

a)    Случайная погрешность

Стабильность энергии от импульса к импульсу    ±    3    %

Стабильность профиля от импульса к импульсу    ±    5    %

Стабильность формы от импульса к импульсу    ±    8    %

b)    Систематическая погрешность

Калибровка калориметра    ±    5    %

Корреляция калориметра контроля энергопотребления ± 2 % Общая воспроизводимость измерения плотности энергии ± 12,2 % Общая погрешность измерения плотности энергии    ±    10,4    %

Метод испытания

Число импульсов на один образец

Расположение испытательных участков

Минимальное расстояние между участками

Число испытуемых образцов

Общее число испытательных участков

Обнаружение повреждений

Хранение образца

Испытательная среда:

Очистка

Результаты испытаний (см рисунки 8.3—В 5)

Рисунок В 3 — График распределения вероятности разрушения, значение ППР 15.1 Дж/см²

Примечание — Разрушение, вызванное включениями в покрытии Разрушения вызываются поглощением на более высоких уровнях плотности энергии

Рисунок В 4 — Микроснимок, полученный с помощью микроскопа Номарского

Примечание — Разрушение, вызванное включениями в покрытии Разрушения вызываются поглощением на более высоких уровнях плотности энергии

Рисунок В 5 — Микроснимок, полученный с помощью микроскопа Номарского для плотности энергии 30 Дж/см²

Содержание

1    Область применения.................................................................1

2    Нормативные ссылки.................................................................1

3    Термины и определения...............................................................2

4    Методы проведения испытаний.........................................................2

5    Точность............................................................................8

6    Протокол испытаний..................................................................8

Приложение А (справочное) Пример метода измерения (испытание «1    на    1»)....................9

Приложение В (справочное) Пример протокола испытаний «1 на 1»...........................14

Приложение С (справочное) Пример метода измерения (испытание «С    на    1»)..................18

Приложение D (справочное) Пример протокола испытаний «С на 1»..........................21

Приложение Е (справочное) Метод экстраполяции для испытаний «С на 1»....................26

Приложение F (справочное) Преобразование данных о разрушении в показатели плотности

дефектов...............................................................27

Библиография.......................................................................29

Приложение С (справочное)

Пример метода измерения (испытание «С на 1»)

С-1 В данном приложении приведен пример метода измерения, разработанного для измерительного стенда, предназначенного для определения /7/7Ри содержащего Nd VAG лазер с высокой частотой повторения импульсов Структура метода ориентирована на повышение достоверности при определении ППР, используя минимальное число испытательных участков

На первом этапе (подготовительном) рассчитывают или определяют основные параметры испытания Подготовительный этап также включает в себя программу предварительных испытаний для приблизительной оценки ППР На втором этапе выполняют детальное обследование поверхности образца и сбор данных На основании данных, записанных во время предыдущих циклов испытаний, рассчитывают рекомендуемый уровень энергии для последующих участков на поверхности образца При выполнении расчета необходимо учитывать особенности функции зависимости вероятности разрушения от плотности энергии В настоящем примере модель основана на логической регрессии двоичных данных Тем не менее любая статистическая или физическая модель может быть использована для моделирования поведения разрушения Третьим (заключительным) этапом, приведенным в примере методе испытания, является оценка собранных данных и расчет кривой вероятности разрушения

С.2 Инициализация (подготовительный этап) метода измерения

С 2.1 Во время процедуры инициализации основные параметры испытаний указывают, основываясь на предполагаемом применении, на информации, полученной в ходе предыдущих испытаний аналогичных образцов, и на особых ограничениях для оборудования измерительного стенда

Определения, приведенные в таблице С 1, применены в методе испытания, описанном в данном примере

Таблица С 1 — Обозначения и их определения, используемые в методе испытаний

Обозначение Определение nl Минимальное число импульсов для оценки данных 0 < NL < S ^опт Площадь образца, доступного для испытания на разрушение Spacer Расстояние между испытательными участками, измеренное в диаметрах пучка ^^(физическое расстояние между испытательными участками, разделенное на диаметр пучка) dO Минимальный интервал между уровнями энергии Р№ Вероятность разрушения после N импульсов (определенная модель) Погрешность при аппроксимации PN(Q)

С 2 2 Общее число испытательных участков Л/_о6щ может быть определено, если установлена площадь образца А_опг доступного для испытания на разрушение, диаметра пучка 6у ^ и расстояния между испытательными участками, измеренное в диаметрах лазерного пучка dПри условии, что линейные размеры площади, доступной для испытания, велики по сравнению с расстоянием между испытательными участками, можно сделать следующие приближения

Если применена прямоугольная расстановка испытательных участков, их общее число вычисляют по формуле

Цо&ц =    -в”--j.    (С    1)

Spacer ® Т.эфф)

Если испытательные участки расположены по ШПУ структуре, в формуле (С 1) должен быть введен коэффициент 2ЛЗ:

^<С2)

При расположении ШПУ все близлежащие испытательные участки находятся при dd_Tj^ К методам определения характеристической кривой разрушения предъявляется следующее минимальное требование значение 1^_о6щ должно превышать 100, a d_ftacct должно находиться в диапазоне от 3 до 5 для пучков с гауссовым пространственным распределением

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Оптика и фотоника

ЛАЗЕРЫ И ЛАЗЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Методы определения порога лазерного разрушения

Часть 2

Определение порогового значения

Optics and photonics Lasers and laser-related equipment Methods for determination of laser-induced damage threshold Part 2 Threshold determination

Дата введения — 2020—09—01

ВНИМАНИЕ! Экстраполяция данных по лазерному разрушению может привести к переоценке порога лазерного разрушения (ПЛР). В случае токсичных материалов (таких как ZnSe. GaAs. CdTe, ThF4, халькогениды, Be. Cr. Ni) это может быть опасно для здоровья (см. ГОСТ Р 58369-2019 (приложение А)\.

1    Область применения

Настоящий стандарт описывает испытания «1 на 1» и «С на 1» для определения значения ПЛР для лазерных оптических компонентов. Настоящий стандарт применяют для всех типов лазеров и всех рабочих условий.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 58369-2019 (ИСО 21254-1:2011) Оптика и фотоника. Лазеры и лазерное оборудование. Методы определения порога лазерного разрушения. Часть 1. Основные положения, термины и определения

ГОСТ Р 58373 (ИСО 11145:2018) Оптика и фотоника. Лазеры и лазерное оборудование. Термины и определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты*, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку

Издание официальное

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 58373 и ГОСТ Р 58369

4    Методы проведения испытаний

4.1    Общие принципы выполнения измерений значений ПЛР. вызванных воздействием лазерного излучения, а также информация об аппаратуре, подготовке и отборе образцов приведены в ГОСТ Р 58369.

4.2    Метод испытания «1 на 1»

4.2.1    При проведении испытания «1 на 1» на каждый неэкспонированный участок на поверхности образца воздействует только один импульс лазерного излучения с определенными параметрами пучка. На основе экспериментальных данных строят график зависимости вероятности разрушения от плотности энергии или плотности мощности.

4.2.2    Параметры испытательного оборудования приведены в 6.2.6.5 ГОСТ Р 58369-2019

4.2.3    Метод испытаний

Неэкспонированные испытательные участки размещают в пучке и облучают одиночными импульсами лазерного излучения с разными значениями плотности энергии или плотности мощности. Однократному воздействию предварительно заданной энергии импульса (или мощности пучка) подвергают минимум десять участков и для каждого участка фиксируют фактическое значение энергии импульса (или мощности пучка), измеренное блоком диагностики пучка, а также степень разрушения после облучения (наличие или отсутствие разрушения). Затем повторяют данную последовательность для других значений энергии импульса или мощности пучка. Диапазон используемых значений энергии импульса или мощности пучка должен быть достаточно широким для того, чтобы включать низкие значения, при которых разрушение на участках не наблюдается, и высокие значения, при которых разрушение наблюдается на каждом испытуемом участке.

4.2.4    Оценка результатов измерений

Данные о значении ПЛР получают методом определения вероятности разрушения. Для того чтобы построить график зависимости вероятности разрушения от величины, в которой должен быть выражен ПЛР. вероятность разрушения необходимо определять для каждого значения плотности энергии или плотности мощности по мере увеличения как отношение числа участков с разрушением к общему числу испытуемых участков. При выполнении линейной экстраполяции данных о вероятности разрушения до нулевой вероятности разрушения получают пороговое значение. Пример показан на рисунке 1.

В случае использования лазерной системы с высокой вариацией энергии от импульса к импульсу допускается проведение испытаний с произвольными значениями энергии с последующей сортировкой данных по соответствующим интервалам энергии после проведения испытания.

Примечания

1    Примеры эффективной процедуры измерения с максимальной точностью для заданного числа участков представлены в приложениях А и С для испытания «1 на 1» и испытания «С на 1» соответственно

2    Диаметр испытательного пучка в соответствующем положении образца может повлиять на результат измерений Таким образом, значение диаметра пучка должно быть постоянным в ходе проведения всей процедуры измерения.

Вероятность разрушения

Примечание — Условия испытаний <!&$* 1,44 мм, X = 10,6 мкм, ти = 100 нс. хвостовая часть = 3.5 мкс (лазер ТЕАС02); образцы: КВг окна, 50 шт. диаметром 40 мм Рисунок 1 — График для определения ПНР. построенный на основе экспериментальных данных

4.3 Метод испытания «С на 1»

4.3.1    Для определения ПЛР при проведении испытаний «С на 1» необходимо расширить установку и непосредственно процедуру испытания «1 на 1». Тем не менее для испытаний «С на 1» можно использовать испытательное оборудование для испытаний «1 на 1». если система онлайн-обнаружения разрушения совмещена с дифференциальным интерференционно-контрастным микроскопом Номар-ского. Рекомендуется, чтобы система онлайн-обнаружения разрушения имела возможность прерывания последующих импульсов и остановки счетчика импульсов после обнаружения разрушения.

4.3.2    Параметры испытательного оборудования должны соответствовать 6.2.6.5 ГОСТ Р 58369— 2019 и следующим дополнительным параметрам:

a)    число импульсов, вызывающее разрушение S;

b)    число испытательных участков Л/_общ.

Примечание — При проведении испытания «С на 1 * параметры, указанные в перечислениях d>—g)6 2 6 5 ГОСТ Р 58369—2019, отнесены к свойствам типичного импульса, определенным в 6 2 6.4 ГОСТ Р 58369—2019

4.3.3    Метод испытаний

Неэкспонированный испытательный участок находится в пучке и облучается серией из S импульсов со значением энергии типичного импульса серии О_ти. При выявлении разрушения с помощью системы онлайн-обнаружения до завершения серии из S импульсов, прекращают облучение участка и фиксируют минимальное число импульсов N_tum. Затем повторяют испытания для различных значений энергии типичного импульса. Число S импульсов должно быть одинаковым в ходе всей процедуры испытания и выбрано таким образом, чтобы при испытаниях «С на 1» выявить характер зависимости вероятности лазерного разрушения образца от плотности энергии или мощности.

4.3.4    Оценка результатов измерений

4.3.4.1 После осмотра образца результат испытания «С на 1» представляют в протоколе результатов наблюдений в виде:

-    (<Э_ТИ Л/^), где Л/_Мин < S. в случае наличия разрушения;

-    (О_ти S). если разрушение не обнаружено.

Оценку полученных данных (см. рисунок 2) выполняют с использованием характеристической кривой разрушения (см. 4.3.4.2) или методом экстраполяции (см. 4,3.4.3).

Энергия импульса. мДж

N — число импульсов. 1 — без разрушения. 2 — с разрушением Рисунок 2 — Результаты наблюдений, полученные при испытаниях на ПЛР

Первый метод обеспечивает точное определение значения ПЛР. поэтому его применяют при проведении фундаментальных исследований и испытании лрототилных компонентов. Метод экстраполяции более практичный для определения значения ПЛР при испытании «С на 1» для большого числа импульсов.

4.3 4 2 Для оценки полученных данных с использованием характеристической кривой разрушения применяют метод испытаний «С на 1» (см. 4.3.3) на ПЛР и запись конечного протокола результатов наблюдений. Для оценки с достаточной значимостью минимальное число участков Л/_{м у} подвергают испытаниям для определения каждого значения энергии О_ти типичного импульса. Минимальное число участков N_u у может быть приближенно вычислено по следующему соотношению:

Л/_Му = 5 целое значение (1+ log₁₀ S).    (1)

Диапазон значений энергии типичного импульса О_ти должен быть достаточно большим, включая точки, соответствующие нулевой вероятности разрушения, а также точки, соответствующие 100 %-ной вероятности разрушения.

Значения вероятности разрушения для определенного числа импульсов N и указанной энергии О рассчитывают на основании следующего метода обработки и отбора данных.

Шкала энергии разделена на ряд интервалов [Q - ДО, О + ДО), охватывая диапазон энергии, доступный в испытательной установке. Для расчета вероятности разрушения для определенного значения энергии Q и для выбранного числа импульсов /V результаты наблюдений при О_ти = (Q-AQ, Q + ДО) выбирают из протокола результатов наблюдений Результаты наблюдений при Л/_мин < N соответствуют участкам с разрушением, при этом результаты наблюдений при Л/_мии > N или Ss N соответствуют участкам без разрушения в рассмотренном интервале энергии. Значение вероятности разрушения для энергии О рассчитывают как отношение числа точек, соответствующих участкам с разрушением, к общему числу точек, рассмотренных при оценке.

4

Примечание — Значение ДО выбирают таким образом, чтобы существенная часть результатов наблюдений была доступна для определенного интервала [Q - ЛО, О + ЛО) Значение АО должно быть постоянным в ходе процедуры оценки, оно определяет статистическую ошибку пороговых значений

Пример эффективной процедуры измерения с надлежащими выбранными параметрами приведен в приложении С.

Испытания повторяют для других значений энергии О для получения набора данных значений вероятности разрушения для выбранного числа импульсов N. Конечный набор данных представляет дискретные данные на кривой вероятности разрушения, построенной относительно энергии типичного импульса. По этой кривой значения энергии О₁₀, и Q₉₀ для соответствующих значений вероятности разрушения 10 %, 50 % и 90 % получены методом экстраполяции.

При выполнении линейной экстраполяции кривой вероятности разрушения до нулевой вероятности разрушения получают пороговое значение энергии (см. 4.2.4). которое должно быть преобразовано в единицы порогового значения плотности энергии _р или порогового значения плотности мощности

^пор

Метод линейной экстраполяции с использованием двух значений результатов наблюдений вместе с заданной вероятностью разрушения является наиболее простым для обработки данных. При большом объеме результатов наблюдений допускается применение дополнительных методов экстраполяции. Описание метода экстраполяции должно быть приведено в протоколе испытаний.

На рисунке 2 результаты наблюдений, соответствующие участкам с разрушением, представлены в виде «х», а результаты наблюдений, соответствующие участкам без разрушения — в виде «о». Процедура оценки, используемая для метода определения вероятности разрушения, приведена по интервалу (Q- ДО, О + ДО), отмеченному на графике. Во время испытания для определенной пары данных может быть получено не одно значение (О_ти. S) или (О_ти. Л/_[ММ|). Число значений для определенной пары данных может быть указано на графике.

На рисунке 2 наглядно представлен стандартный набор данных, полученный при испытании «С на 1» на ПЛР. Таким образом, шкала энергии импульса представлена в произвольных единицах, количество с указанием наличия идентичных результатов наблюдений не приведено.

Для построения характеристической кривой разрушения вышеописанный алгоритм повторно используют для выбранного числа импульсов N при определении соответствующих значений энергии Q₁₀, Qcq и O^q. Эти значения преобразованы в единицы, в которых выражено значение ПЛР и графически представлено относительно числа импульсов. Число импульсов выбирают таким образом, чтобы в важной области характеристической кривой разрушения было представлено как минимум пять значений результатов наблюдений. Логарифмические координаты рекомендованы для данного графика с целью обеспечения возможности выполнения линейной экстраполяции характеристической кривой разрушения для большого числа импульсов (см. рисунок 3).

Примечание — Логарифмические координаты могут не подходить для экстраполяции характеристической кривой разрушения для чрезмерно большого числа импульсов

Во многих случаях характеристическая кривая разрушения сходится к точке конечной плотности мощности, по форме схождения можно получить данные относительно задействованных механизмов вследствие старения, вызванного лазерным излучением (см. приложение Е).

Плотность энергии. Дж/см2

7 — 90% ППР. 2 —50% ПЛР.З—Ю % ПЛР

Примечание — Условия испытаний = 130 фс. <7_Тафф = 87 мкм, ). = 780 нм, = 1 кГц. образец СО зеркальная плоскость (TajOj/SiOj) для иэлучения780 нм

Рисунок 3 — Характеристическая кривая разрушения

4.3.4.3 При использовании метода экстраполяции диаграмма распределения областей сУбез разрушения может быть построена на основании результатов испытания с уменьшенным обьемом результатов наблюдений.

При использовании метода экстраполяции испытания «С на 1» выполняют с таким числом импульсов на испытательный участок, которое должно быть достаточным для определения значения ПЛР при испытаниях «С на 1» путем экстраполяции заданного большого числа импульсов. Слегка измененный метод испытаний (см. 4.3.3) предусмотрен для выбранного набора результатов наблюдений. При данном методе число импульсов S меняется в ходе процедуры испытаний, причем необходимо выбирать S с учетом того, что при кахщом значении S будет экспонироваться существенное число участков. Облучение отдельного испытательного участка прекращается после достижения определенного числа импульсов или обнаружения разрушения. В протоколе испытаний представлен набор результатов наблюдений (О_ти. S, характер разрушения) с указанием энергии типичного импульса, выбранного числа импульсов и характера разрушения соответственно. Для образцов с самогасящимися механизмами разрушения метод экстраполяции также может быть использован в установках для проведения испытаний на ПЛР без системы онлайн-обнаружения разрушения. В этом случае каждый участок подвержен воздействию выбранного числа импульсов независимо от характера разрушения.

Для всех результатов наблюдений значение энергии О_ти преобразовано в единицу плотности энергии или мощности и представлено графически с указанием величины относительно числа импульсов. Путем отделения результатов наблюдений относительно характера разрушения графически представлены участки с/без разрушения. Данная диаграмма распределения (см. рисунок 4) позволяет дать приблизительную оценку порогового значения плотности энергии для большого числа импульсов.

Примечание — В сравнении с методом с использованием характеристической кривой разрушения метод экстраполяции основан на значительно меньшем числе испытаний «С на 1» и с использованием одного образца Несмотря на то что степень надежности метода экстраполяции ограничена, данный метод может быть подходящим для контроля качества процесса производства, сертифицированного в ходе полного испытания вероятности разрушения или подготовки к расширенным испытаниям на разрушение Диаграмма распределения, полученная в результате использования метода экстраполяции, может интерпретироваться как приблизительная оценка характеристической кривой разрушения (см рисунок 4) и может быть получена из файла ее данных

1 — участки без разрушения; 2 — участки с разрушением

Примечание — Условия испытаний t_3<J))Ji = 130 фс, <*_Тэфф = 87 мкм. >.= 780 нм. 7_И= 1 кГц, образец СО — зеркальная плоскость (Ta₂0₅/Si0₂) для излучения 780 нм

Рисунок 4 —Диаграмма распределения данных о наличии разрушения на испытательных участках

Для каждой точки значение энергии О_ти преобразовано в единицу плотности энергии или мощности и представлено в виде графика зависимости этой величины от числа импульсов. Путем разделения результатов наблюдений по характеру разрушения на графике видны области, соответствующие участкам с/без разрушения. Данная диаграмма распределения (см. рисунок 4) позволяет приблизительно оценить пороговое значение плотности энергии для большого числа импульсов.

Каждый результат наблюдений (О_ти. S)_x. соответствующий отсутствию разрушения, можно считать признаком того, что разрушение при меньшем числе импульсов S для значения энергии О_ти х маловероятно. Следовательно, символы, указывающие на отсутствие разрушения, могут быть поставлены на диаграмме распределения в тех значениях S. которые менее числа импульсов S_x. Каждый результат наблюдений (О_ти. Л/_мии)_х, соответствующий наличию разрушения, можно считать признаком того, что и при большем числе импульсов S для значения энергии О_{ти х}будет происходить разрушение. Следовательно, символы, указывающие на наличие разрушения, могут быть поставлены на диаграмме распределения для тех значений S, которые более числа импульсов A/,_{WH х}. Технические особенности или статистические результаты разрушения образца могут ограничить наименьшее число Л/_Мин, которое определяется при помощи измерительного стенда. Как показано на рисунке 4. линия раздела может быть построена для индикации энергии/импульсного режима, в которых отсутствуют разрушения образца.