ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИИ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ТИПЫ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ.

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

ГОСТ 25811-83

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

М О С № 4

УДК 621.37.089.5:621.375.826:006.354    Группа    П49

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Типы. Основные параметры. Методы измерений

Means measuring laser output average power T>pes Basic parameters Measuring methods

ОКСТУ 6343

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27 мая 1983 г. № 2385 срок введения установлен

с 01.07.84

Настоящий стандарт распространяется на рабочие средства измерений средней мощности непрерывного и импульсно-модулиро-ванного лазерного излучения с частотой следования импульсов более 2 Гд и длительностью импульса от 10“^и до 1(Н с по ГОСТ 24469—80 (далее — средства измерений).

Стандарт устанавливает типы, основные параметры и методы измерений основных параметров в пределах значений этих параметров, установленных в настоящем стандарте.

1. ТИПЫ

Устанавливаются типы средств измерений, указанные в

© Издательство стандартов. 1983

Стр. 10 ГОСТ 25811-83

Обработка результатов измерений — по ГОСТ 8.207-76, Требования к точности измерений — по п. 3.6.9.

3.11. Метод измерений постоянной времени средств и з м е р е н и й с р е д н е й мощности импульсно-модулированного излучения

3.11.1. Для измерений используют: источники излучения по п. 3.6.1;

модулятор, формирующий трапециедальные импульсы (параметры импульсов: Тц(т_Сп)=0,2 т, т_Имп^5, где Хц(т_Сп)—время нарастания (спада) фронта, т_ИМп — длительность импульса; т—постоянная времени фотодиода;

широкополосный усилитель — ширина полосы пропускания не менее 20 МГц, коэффициент усиления 10²;

система регистрации — осциллограф с постоянной времени т_ос> удовлетворяющей условию

50

А/эфф

где А/эфф —эффективная шумовая полоса пропускания.

Для измерений могут применяться другие средства измерений с аналогичными или лучшими характеристиками.

3.11.2. Схема измерений приведена на черт. 4.

Черт 4

3.11.3.    Устанавливают сопротивление нагрузки фотодиода

удовлетворяющее условию /?_н<0,05—, где С — емкость входа фо-

С

тодиода.

3.11.4.    На фотодиод направляют пучок импульсно-модулирован-ного излучения.

Регулируя усиление осциллографа по осям хну добиваются, чтобы кривые нарастания и спада сигнала вписывались в прямоугольник АВВ\А\ (черт. 5).

3.11.5.    С помощью меток времени или масштаба развертки на экране осциллографа определяют время нарастания и время спада выходного сигнала т_н и т_сп на участках АН_х и ВС_Х соответствен-

ГОСТ 25811-83 Стр. 13

3. Границы погрешности результата измерений А вычисляют по формуле

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Рекомендуемое

ПРОТОКОЛ №

ИЗМЕРЕНИЙ ТОКОВОЙ (ВОЛЬТОВОЙ) ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ, ПРЕДЕЛЬНОГО ОТНОСИТЕЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ТОКОВОЙ (ВОЛЬТОВОЙ) ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ОТ УРОВНЯ МОЩНОСТИ В ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР, ОТ КООРДИНАТЫ ПРИЕМНОГО ЭЛЕМЕНТА, ВО ВРЕМЕНИ

ЯП L, о	Изме рение	Рг К1	Рк Kt	h	k		sT^spJ sTpsLy st.	s	Д s(P) Д s(T) s s Д s{L) Д s(t)
									s s
л (7i> Lu	1
	2
	к
Pi (^2» Еъ 4)	1
	2
	к
Pn *н)	1
	2
	к

2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.1. Основные параметры и характеристики типов средств измерений, диапазоны их значений, на которые распространяются методы измерений, указанные в настоящем стандарте, приведены в табл. 2.

Таблица 2

Значение для типа Параметр (характеристика) средства измерении Калориметры термоэлектрические и средства измерений на их основе Фотодиоды измери тельные и средства измерений на основе фотодиодов Тсмновои itM, мкА, не более 20 (для измери- Относительная спектральная чувствительность, нс менее тельных фотодиодов) 0,1 Токовая (вольтовая) чувствительность (далее—чувствительность) на фиксированной длине волны в области линейной зависимости от уровня мощности, А-Вт^1 (В-Вт-1), не менее 0,03 (0,7-103) Коэффициент преобразования на фиксированной длине волны мВ-Вт-1 при температуре (293±2)К, мВ-Вт-’ 10—300 Предельное относительное изменение коэффициента преобразования (чувствительности) от уровня измеряемой мощности во всем диапазоне измерений, %, не более 2,0 (10) Предельное относительное изменение коэффициента преобразования (чувствительности) в диапазоне температур 283—308 К, %*К~1, не более 0,3 (0,5) Предельное относительное изменение коэффициента преобразования (чувствительности) от координаты приемного элемента, не более 0,5% - мм-1 6% Предельное относительное изменение ^'вствительности во времени, %-мин-1, ie более 0,3 0,3 Постоянная времени, с 1—50 при значении Не менее 0,5 * 10~б коэффициента преобразования 10—300 мВ-Вт-1 для импульсно-модулированного излучения и не менее 1,0 с для непрерывного излучения при значении чувствительности не менее 0,01 А-Вт-1

3 4 4. Обработка результатов измерения — по ГОСТ 8 207—76 При использовании средств измерений и оборудования по п 3 4 1 границы погрешности результата измерений не должны превышать 5-10~² при доверительной вероятности 0,95

35 Метод измерения относительной спектральной чувствительности

3 5 1 Для измерений используют следующую измерительную аппаратуру и оборудование

светоизмерительная лампа накализания с системой питания и контроля тока накаливания стабилизированный источник постоянного тока (диапазон плавного регулирования 2—35 А, точность регулирования 2*10 ³ А), потенциометр постоянного тока Р-348 (класс точности 0,02),

монохроматор МДР-23 (спектральный диапазон 200—2000 нм, относительное отверстие 1 6, точность отсчета при раскрытии щели от 0 до 0,2 мм 10“³ мм, от 0,2 до 2 мм 10^-2 мм),

контрольные средства измерений на основе селективных или неселективных измерительных преобразователей с известной относительной специальной чувствительностью — диапазон измерений в интервале 10~⁸—10² Вт, основная относительная погрешность не более 5 10~²,

моду¹ тор с частотой модуляции (8004:20) Гц, система регистрации вольтамперметр М 1108 — диапазон из мерений 0,3—30 А, погрешность измерения 0,2-10~² или вольтметр В7— 16 с погрешностью измерения не более 0,5* 10~²,

Селективный усилитель — коэффициент усиления 10³, полоса пропускания (800 — 20) Гц

Для измерений могут применяться другие средства измерений и оборудование с аналогичными или лучшими характеристиками 3 5 2 Схема измерений приведена на черт 1

/ светоизмерительная пампа с системой питания и ко <троля тока 2 — модулятор 3 — монохроматор 4 — первичный измерительный преобразователь нссле д\емого средства измерении 5 — селективный усили 'геть 6 система регистрации 7 — контротьное сред стзо измерений

Черт 1

Стр. 6 ГОСТ 25811-33

модулятор (для исследования средств измерений средней мощности импульсно-модулированного излучения), селективный усилитель и система регистрации по п. 3.5.1.

Для измерений могут применяться другие средства измерений с аналогичными или лучшими характеристиками.

3 6.2. Схема измерений приведена на черт 2 Угол межд> лучом, падающим на делительную пластину, и нормалью к ней не должен превышать 7°

1 — лазер, 2 — модулятор, 3 — ослабитель, 4 — делительная пластина, 5 — первичный измерительный преобразователь исследуемого средства измерений, 6 — селективный усилитель 7 — система реги страции, 8, 9 — контрольные средства измерений

Черт 2

3.6.3.    Пучок излучения лазера после прохождения через модулятор, ослабитель и делительную пластину и после отражения ог делительной пластины попадает на чувствительные элементы первичных измерительных преобразователей контрольных средств измерений.

3.6.4.    Регистрируют значения средней мощности Р'_ке и Р_кг, Определяют коэффициент деления пластины k_x

К =    (3)

^Р,г

Указанные операции повторяют пять раз

3.6.5.    Контрольное средство измерений 8 заменяют на первичный измерительный преобразователь исследуемого средства изме-рений (фотодиод) с усилителем и системой регистрации. После установки и юстировки фотодиода на него направляют пучок излучения лазера.

3.6.6.    Измеряют величину тока (напряжения) 1_г(1)_г). Параллельно регистрируют показания Р_т контрольного средства измерений 9.

Указанные операции повторяют пять раз.

ГОСТ 25811-83 Стр. 7

3.6.7.    Чувствительность s вычисляют по формуле

т7    -Г    и    _(лх

s~k— или s — k — ,    (4)

Рк    Рк

где k, I, U, и Я_к —средние арифметические значения

Обработка результатов измерений — по ГОСТ 8.207-78 (см. справочное приложение 1).

3.6.8.    Для распространения результатов измерения чувствитель-ности на фиксированных длинах волн на весь спектральный диапазон следует использовать относительную спектральную характеристику чувствительности, измеренную по п. 3.5.

3.6.9.    При использовании измерительной аппаратуры и оборудо-ьания по п. 3.6.1 значение границ основной погрешности результата измерений не должно превышать 10-10^—2 при доверительной вероятности 0,95. Форма протокола измерений приведена в рекомендуемом приложении 2.

3.7.    Метод измерения предельного относительного изменения токовой чувствительности от уровня мощности

3.7.1.    Применяют измерительную аппаратуру и оборудование по п. 3.6.1. Схема измерений — по п. 3.6.2.

3.7.2.    Операции по пп. 3.6.3.—3.6.6 проводят для ряда значений мощности Я_ь Яг,.. , Я_г, Р_г+и - ■> Я_к, где К не менее 3. Изменение мощности осуществляют с помощью ослабителя. Значения мощности выбирают таким образом, чтобы выполнялись соотношения

тР~ _Ss2 и ^>0,8.^,

1    Як    Я_т1_П

где Я_тах и Я_тт границы диапазонов измерений; Я_тах^Я1>Я_г> Я_{г +} 1>Я к^Ящт.

3.7.3.    Для каждого значения Я* определяют значение S_p ана-

*

ЛОГИЧНО 5 по п. 3.6.7.

3.7.4.    Предельное относительное изменение чувствительности от

As (Я)    «

уровня мощности ——¹ определяют по формуле

S

Д$(Р) ЮО | s_Pi — s | _{max    /:}._ч

- -—:- ,    (О)

S    S

где 5 среднее арифметическое значение чувствительности s _Р1 . Обработка результатов измерений — по ГОСТ 8.207-76. Требования к точности измерений — по п. 3.6.9.

3.8.    Метод измерения предельного относительного изменения чувствительности в интервале температур 283—308 К.

Стр 8 ГОСТ 25811-83

38 1 Применяют измерительную аппаратуру и оборудование по п 36 1 и систему термостатирования, нестабильность температуры для диапазона 283—308 К не должна превышать 2К 4 ¹ Схема измерений — по п 3 6 2

3 82 Устанавливают температуру исследуемого средства измерений Т_и Т₂,    , Т_г, Т_г+Ь , Т_к последовательно, причем К не ме

нее 3 Для каждого значения температуры проводят операции по пп 3 6 3—3 6 6 и определяют значение s _т , s_T аналогично s по

п 367

Относительное изменение чувствительности в диапазоне температур АТ= \Т_г—Т_г+\\ вычисляют по формуле

As (Т) __ ЮО [ s_T—b_Ti+i |

^s    7д    т

где Sr_t и Sf_t ( —средние арифметические указанных значений, as среднее арифметическое всех значений Sr При этом предпола-гают, что зависимость s(T) в этом диапазоне является линейной

Максимальное из полученных значений    принимают за

s

предельное относительное изменение токовой чувствительности в диапазоне температур Т\—Т₁ Обработка результатов измерений — но ГОСТ 8 207—76 Требования к точности измерений — по п 3 69

39 Метод измерения предельного относительного изменения чувствительности от координаты приемного элемента

3 9 1 Для измерений используют источник излучения, селективный усилитель и систему регистрации — по п 3 5 1, делитель-нмо пластину и контрольное средство измерений средней мощности по п 3 6 1, световой зонд, представляющий собою отрезок кабеля оптического волокна с диаметром сечения не более 2 мм, диафрагму с диаметром отверстия, равным диаметру зонда; котировочный столик с поперечной подвижкой из комплекта оптической скамьи ОСК-2, точность измерения перемещения 0,1 мм, светозащитную бленду

392 Схема измерений приведена на черт 3

39 3 Излучение светоизмерительной лампы после отражения от делительной пластины и прохождения через нее направляют на контрольное средство измерений и через световой зонд на первичный измерительный преобразователь исследуемого средства измерений (фотодиод) Операции по пп 363—3 67 проводят по пять раз при четырех положениях светового зонда относительно фотодиода Сканирование осуществляют посредством перемещения юстировочного столика с фотодиодом