ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

ЛАЗЕРЫ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ГОСТ 25819-83

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

УДК 621.375.826.083:006.354    Группа    Т35

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЛАЗЕРЫ

Методы измерения максимальной мощности импульсного лазерного излучения

Lasers Methods of pulse laser radiation peak power measurement

ОКСТУ 634100

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 6 июня 1983 г. № 2471 срок введения установлен

с 01.01.84

Настоящий стандарт распространяется на лазеры импульсного режима работы и излучатели к ним (далее — лазеры импульсного излучения) и устанавливает два метода измерения максимальной мощности импульсного лазерного излучения (далее — лазерного излучения):

А — метод прямых измерений максимальной мощности,

Б — метод косвенных измерений максимальной мощности.

Методы А и Б по погрешности эквивалентны. Выбор того или другого метода производят в зависимости от наличия соответствующей измерительной аппаратуры.

Стандарт следует применять совместно с ГОСТ 24714-81.

1. МЕТОД А

1.1.    Принцип измерений

1.1.1.    Максимальную мощность измеряют по максимальному значению импульса напряжения, полученного путем преобразования временной зависимости мощности лазерного излучения в электрический сигнал, воспроизводящий эту зависимость.

1.2. Аппаратура

1.2.1.    Преобразование импульсов лазерного излучения производят первичным измерительным преобразователем лазерного излучения в электрический сигнал.

1.2.2.    Измерение максимального значения импульса напряжения на нагрузке первичного измерительного преобразователя производят приборами для измерения параметров импульсов (импульсные вольтметры, осциллографы).

Продолжение

Наименование Тип Диапазон измерений Погрет НОСТЬ, %, не более» Спектральный диапазон (диапазон длительностей импульсов) Номер по Госреестру 10 Измеритель наносекунд ИИИ 3 2-10~8—10~6 с 5 ных импульсов 11 Осциллографический из 6ЛОР-04 10—300 В 5 5961—77 меритель однократных процес- (30—500).10~9 с 5 сов 12 Многоканальный осцилло- Лотос (0,5—100) ПО-9 с 5 графический измеритель

Примечание Допускается пользоваться средствами измерений других типов, у которых в пределах заданной впп 222 и 224 погрешности известны значения чувствительности

Стр 2 ГОСТ 25819-83

Примечание Время нарастания переходной характеристики системы первичный измерительный преобразователь — прибор для измерения параметров импульсов должно быть, по крайней мере, в 3 раза меньше, чем фронт измеряемого импульса

1 2.3 Блок-схема для измерения максимальной мощности импульсного лазерного излучения должна соответствовать указанной на черт. 1

Г—источник измеряемого лазерного излучения 2—первичный измерительный преобразователь    3—нагрузка,

4—прибор для измерения максимального значения им пульса напряжения на нагрузке

Черт 1

1 2 4 Для измерения максимальной мощности могут применяться измерительные приборы, состоящие из измерительного преобразователя и измерителя максимального значения импульса напряжения, аттестованные как единый комплекс

1.2 5 Основная погрешность измерительного прибора не должна превышать значений, установленных в ГОСТ 8 198—76

Примечание Для средств измерений, динамический, спектральный и временной диапазон которых отличаются от приведенных в ГОСТ 8 198—76, допускается отклонение основной погрешности от указанной в п 12 5

12    6 Перечень средств измерений по методу А приведен в справочном приложении 1

13    Подготовка к измерению

1 3 1 Первичный измерительный преобразователь, измерительные приборы и лазер подготавливают к работе в соответствии с нормативно-технической документацией.

14    Проведение измерений и обработка их результатов

1 4 1 Включают лазер, подают лазеоное излучение на вход первичного измерительного преобразователя и измеряют максимальное значение импульса напряжения на нагрузке.

1 4 2 Максимальную мощность излучения (Р_м) в Вт вычисляют по формуле

Uu

s R_a*

где £/_м—максимальное значение напряжения на нагрузке, В;

S— коэффициент преобразования первичного измерительного преобразователя, А/Вт;

R_n — сопротивление нагрузки, Ом

2.2. Аппаратура

2.2.1.    Измерение энергии лазерного излучения производится средством измерения энергии (фотоэлектрическим, калориметрическим и т. д.).

При необходимости один импульс из последовательности выделяется затвором (например, механическим).

2.2.2.    Погрешность измерения энергии не должна превышать

15%.

2.2.3.    Измерение средней мощности лазерного излучения производится средством измерения средней мощности (калориметрическим, фотоэлектрическим и т. д.).

2.2.4.    Погрешность измерения средней мощности не должна превышать 10%.

2.2.5.    Измерение частоты повторения импульсов лазерного излучения производят частотомером, подключенным к нагрузке фотоэлектрического преобразователя.

2.2.6.    Форму импульса лазерного излучения определяют средством измерения параметров лазерного излучения в комплекте с ос-циллографическим регистратором или осдиллографическим регистратором, подключенным к нагрузке фотоэлектрического преобразователя.

2.2.7.    Перечень средств измерений по методу Б приведен в справочном приложении 2.

2.3. Подготовка и проведение измерений

2.3.1. Блок-схема для измерения максимальной мощности импульсного излучения должна соответствовать указанной на черт. 2

/—источник измеряемого лазерного излучения; 2—делительная пластина; 3—затвор; 4— средство измерения анергии; 5—средство измерения средней мощности, б—частотомер, 7 — фотоэлектрический преобразователь; 8 — регистратор формы импульсов

Черт. 2

2.3.2.    При измерении энергии устанавливают средство измерения энергии 4 и, при необходимости, затвор 3 для выделения известного числа импульсов.

2.3.3.    При измерении средней мощности устанавливают средство измерения средней мощности 5 вместо затвсра 3 и средство

ГОСТ 25819-83 Стр. 5

измерения энергии 4. К выходу фотоэлектрического преобразователя 7 подключают частотомер 6 вместо регистратора формы 8.

2.3.4.    Измерительные приборы и лазер подготавливают к работе в соответствии с нормативно-технической документацией.

2.4.    Проведение измерений и обработка результатов измерений

2.4.1.    Энергию импульса лазерного излучения (U7) в Дж измеряют или вычисляют по измеренной средней мощности и частоте по формуле

(4)

где Р_Ср — средняя мощность, Вт;

f —частота повторения импульсов, Гц;

2.4.2.    Площадь измеренного импульса (S) в мм² вычисляют по осциллограмме по формуле

S = ^A_t>    (5)

где т — интервал разбиения по оси времени, мм;

Ai — мгновенные значения амплитуды на каждом интервале разбиения, мм.

2.4.3. Максимальную мощность лазерного излучения (Р_м) в Вт вычисляют по формуле

р _ ^шах    *    ^7

^м “ к • s • к_х

где Л_та* = тах { Ai };

К — коэффициент пропускания делительной пластины и затвора;

W — показания средства измерения энергии или значение энергии, рассчитанное по средней мощности и частоте повторения;

Кх — коэффициент развертки, с/мм.

Примечание. Если средство измерения энергии или средней мощности аттестовано вместе с делительной пластиной 2, то /С-1.

2.5. Показатели точности

2.5.1. Основную погрешность измерения максимальной мощности (5 j ) в % с вероятностью не менее 0,95 в соответствии с ГОСТ 8.207—76 вычисляют по формуле

Стр. 6 ГОСТ 25819—S3

где 0го— граница неисключенной систематической погрешности результата измерения энергии, % или при измерении средней мощности

в²ш=&1 + Щ-,

©р— граница неисключенной систематической погрешности результата измерения средней мощности, %;

©/— граница неисключенной систематической погрешности результата измерения частоты, %;

©д— граница неисключенной систематической погрешности результата измерения коэффициента пропускания делительной пластины и затвора, %;

©s— граница неисключенной систематической погрешности результата измерения площади импульса, %;

©_пр— граница неисключенной систематической погрешности результата измерения прочих составляющих (например, неточности воспроизведения формы импульса, нестабильности значения энергии в импульсе и т. д.), %;

•5(A) — оценка среднего квадратического отклонения результата измерения по ГОСТ 8.207-76, %.

ПРИЛОЖЕНИЕ ! Справочное

Продолжение

Наименование	Тип	Диапазон измерений (чувствительность на длине волны)	Погреш ность, %, не более	Спектральный диапазон (диапазон длительностей импульсов)	Номер по Госреестру
13 Осциллографы	С1—75	250 МГц, чувст ЮмВ/дел	5
	С1—70	50 МГц, чувст 10 мВ/дел	5
		— 5 В/дел
14 Стробоскопический осцил-	С7—9	6 ГГц, чувст 10 мВ/дел	5
лограф с аналого-цифровым		— 200 мВ/дел
преобразователем
15 Наносекундный фотометр	ФН	10-3—10 Дж	(16-30)	0,53, 0,69, 1,06 мкм	6608—78
		104—Ю8 Вт	(22—35)	[(25—250) • 10~9 с]
		3.106—108 Вт	(22—35)
16 Частотный фотометр	ФЧ	10-3—10 Дж	(17-35)	0,53, 0,69, 1,06 мкм	6609—78
				[(25—250) * 10~9 с]
17 Измеритель энергии и	ИФО	2,5-105—108 Вт	15	0,38—1,3 мкм	6865—78
максимальной мощности одно-				[(1— 20)-Ю-8 с]
кратного импульса излучения
18 Фотометр удаленного рас-	ФУР	Ю-Ю—Ю-7 Дж	20	0,9 мкм	8132—81
положения		7-10-7—7-10-5 Дж	20	0,53, 0,69, 1,06 мкм
19 Лабораторный фотометр	ЛФО	10~4—10 Дж	(13—22)	0,69 мкм	6909—78
общего назначения		10~3—10 Дж	(13—24)	0,53, 1,06 мкм

Примечание Допускается пользоваться средствами измерения других типов, у которых в пределах заданной в п 12 5 погрешности известны значения чувствительности