GB/T 13863-2011 激光辐射功率和功率不稳定度测试方法 GB/T13863-2011 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS31.260
中华人民共和国国家标准
GB/T 13863---2011
代GB/T13863—1992,GB/T13864—1992激光辐射功率和功率不稳定度测试方法Test methods for laser radiation power and its instability(ISO 11554:2006,Optics and photonics—Laser and laser-relatedequiprnent-Test rmethods for laser beam power,energy and temporal charaeteristics,MODy2011-12-30 发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2012-05-01实施
GB/T 13863—2011
规范性引用文件
术语和定义
4测试条件及要求
5測试方法
5. 1激光韬射连续功率测试
5.2连续邀光器输出功率不稳定度测试6测虽不确定度估算
6.1激光连续功率的测量不确定度估算目
6,2连续激光器输山功率不稳定度和蜂值不稳定度的测量不确定度估算7避试报告
附录A（资料性附录）本标准与1S()11554:2006相比的结构变化情况录B（资料性附录）本标准与1S11554:2006的技术性差异及其原因附录C（规范性附录）相对强度噪声及其相关测量方法TKNYKACA
本标推按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。GE/T 13863--2011
本标准代替GB/T13863—19924激光辐射功率测试方法$和GB/T13864—1992《激光辐射功率稳定度测试方法》。与GB/T13863一1992相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下：修改了术语和定义（见第 3章,1992 年版的第3章；修改了测试条件及要求（见第4章，1992年版的第1章）.—增加了大发散角激光辅射连续功率测试(见5.1.1.2);一增加了测试时的可选设备（见5.1.4)；增加了测量不确定度估算（见第6幸）；一增加了测试报告的内容(见第7章)。与GB/T13864-1992相比，除编辑性修改外+主要技术变化如下：改了术语和定义（见第3章，1992年版的第3章）；一修政了测试条作及要求（见第4章，1992年版的第4章）；.增加了连续激光器输出功率不稳定度测试（见5.2.1)—-增加了测试时的可选设备（见5.2.3）增加了测量不确定度借算（见第6章）增加了测试报告的内容（免第了竞）。本标准便用重新起草法修改采用ISO11554：2006&光学和光子学激光和激光设备微光束功率、能量和时间特性测试方法3。本标准与ISO 11554：2006比在结构上有一定源整，附录A中列出了本标推与1SO 11554：2006的章节编号对照一览表。
本标催与S011554：2006相比存在技术性差异，这些差异已通过在某外页边空白位置的垂直单线（I)进行了标示，附录B中列出了本标准与ISO11554+2006的技术性差异及其原因的一览表。请注本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标由中国机械工业联合会提出。本标推由全国光辐射安全和微光设备标准化技术委员会(SAC/TC284)归口。本标雅起章单位：中国电子科技集团公司第十一研究所，北京光电技术研究所、北京奥依特科技有限责任公司。
本标准主要起草人：陈刚、随耀东、徐学珍、赵鸿、优瑛。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：: :-GB/T 13863—19921
GB/T13864—1992.
TTTKAONYKACA
1范围
激光辐射功率和功率不稳定度测试方法GB/T13863—2011
本标准规定了连续和准连续激光器的激光辐射连续功率以及连续激光器的输出功率不稳定度的测试方法。
本标准适用于各种连续和准连续激光器的激光辐射连续功率以及连续激光器输出功率不稳定度的测试。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本【包括所有的修改单)适用于本文件，GB/T6360--1995激光功率能量测试仅器规范GB 7247.1激光产品的安全第1部分：设备分类，要求和用户指南（GB 7247.1一2001,IEC60825-11993,1DT)
GB/T15313光术语(GB/T15313—2008.ISO11145:2006,MOD)3术语和定变
GB/T15313界定的以及下列术语和定义均适用于本文件。3. 1
连续激光器输出功率的峰值不稳定度relativepowerpeakfluetuatlonoftaserradiationAp2
相对应采样周期内激光连续功率1Hz以下的起伏变化量的峰值的一半与激光连续功率的比，连续激光器输出功率的蜂值不稳定度见式(1)。Ap
式中：
Pr-Pmi
×100%
Pm——对应采样周期内激光连续功率测量值的最大慎，单位为瓦（W)：P一一对应采样周期内激光连续功率测量值的最小值，单位为瓦（W）P
对应来样周期内邀光连续功率测量值的平均值，单位为瓦（）灵敏度 sensitivity
探測器的输出增量与其相应的人射增量之比。3.3
测试仪器非线性系数non-linear coefficient of iaeasurement instramentK
表述测试仪器输出与输人不成比例或灵敏度变动的系数，测试仪器非线性系数见式(2)。TTTKANYKAA
GB/T 13863—2011
式中;
5任意大小的辐射量的灵敏度；
S—某一确定的辐射量的灵敏度。3.4
零zero shift
×100%
探测器不接受任激光和其他辑射时，其测试系统随时间变化的非零示值。3.5
测量器不确定度
relative uncertainty of the calibration instrumentUa(et)
由单个测量仪器校准确定的，单个测量仪器引起的不确定度分盘。例如探测器，衰减器，电子测试设备等。
测量系统不确定度relative nrertainty of the neasurement systenee(e)
测量系统中涉及到的各个测查仪器组件的测量仅器不确定度的均方根。测量系统不确定度见式（3)，
Ute) -
探测器的最大接收角
maximnm acceptance angle of a detector在此人射角度范围内，探测器灵缴度是均匀的，并与人射角无关，4测试条件及要求
4.1用于测试激光辐射连续功率的测试系统应满足如下要求：功率探测器，积分球和其他测试光学系统中所用光学元件需要在其检定有效周期内+a)
测量仪器不确定度不大于5%；
测试系统的最窄标定波长组件的波长范围也应涵盖被测波长；GB/T6360—1995中3.1规定的其他最低技术要求；d)
用探测器直接测试时，探诞器的最大接收角必须大于到达探测器表面的激光束发散角全角的一率,见图1。
说明；
平面探测器：
激光束发散角；
最大接收角。
图1平面探测器—照射角度
TTKANTKACA
4.2用于测试激光输出功率不稳定度的探测器及其测试系统应满足如下要求：/T138632011
a）功率探测器、积分球和其他测试光学系统中所用光学元件需要在其检定有效周期内：b）
在规定的测试时间内灵敏度随时间的变化不大于士0.5%在被测激光连续功率的变化范围内测试仪器非线性系数不大于士0.5为；c
在规定的测试时间内，相对零漂优于土0.5%e
测试系统的最窄标定被长件的波长范阐也应涵益被测波长：GB/T6360—1995中3.1规定的其他最低技术要求；F
g）月
用探测器直接测试时，探测器的最大接收角必须大于到达探测器表面的激光渠发散角全角的半。
4.3激光应直接照射到激光探测器表面，激光探测器是输出信号与激光连续功率成正比的测试仪器，该信号随时间的变化也可以被测大发散角的激光辐射可以用积分球收集；在必要时可以使用光束整形和衰藏装置。
4.4反射光，外部光，热辐射和气流都是潜在的测量不确定度的来源，需要避免或使其影响控制在被测值的10为以内，其他测试环境应符合激光器及功率计的具体要求。4.5测试激光器时应按GB7247.1的要求采取安全防护措施。4.6探测器光敏面和测试光学系统中所有光学元件的有效尺寸应火于对应位处的激光光束人射藏面，并最终保证由这些元件引起的拦光和衍射损耗造成的摄失小于测量不确定康的10%。当对某个或某些光学元件的有效尺寸出现争议时，建议采用以下检测来仲裁：在存在争议的光学元件前放置不同孔径的光栏,减少光拦孔径直到输出信号降低5%。此时光栏孔径应比对应光学元作的孔径小了至少20%。
注：在实际测盘功率前必须去摔这些光栏。4.7当光束截面大于探测器表面时，应该使用适当的光学系统缩小光束截面尺寸。此时光学系统应选摔与被测激光辐射匹配的波长，测量中要测并计算吸收/反射/拦光/衍射/偏报损失。如果使用偏振反射器还应考虑激光的偏振态。4.B当激光光束的功率或功率密度超过探测器的线性范围或损伤阔值时，应使用光学衰减片。应通过校正，使光学衰减片的被长、偏握、角度依赖关系和非线性，空间非均勾性的影响最小或者消除其影响。
4.9探测器表面和激光与探溯器之间的所有光学元件（如偏振元件和衰减器）的损伤阅值（照度，曝光时间，功率和能量>应不低于入射激光束的相应值。5测试方法
5. 1激光辐射连续功率测试
5. 1. 1 谢试装
5. 1.1.1小发散角避光辋射连续功率测试小发散角激光连续功率测试装罩见图2，根据激光器的不尚类型，选择合适的探测臣离，调节激光光束，尽可能便其正人射至探测器中英部位。根据得划邀光连续功率范围选择合适的量摄。3
TTTKAONATKACA
GB/T 13863-2011
说明：
1—激光器：
功率探测器。
图2小发数角薇光连续功率激装置5.1.1.2大发散角激光摘射连续功率测试大发散角激光连续功率测试装置见图3，大发散角的邀光辐射应该用积分球来收集，收集的辐射光经过积分球表面的多次反射，形成一个正比于人射通量的均勾照度，位于积分球壁上的激光操測器测试该照度。二个高反射率(>90%)的漫反射屏遮挡探测器以防比探测器直接操测到辐射光。小尺寸待测光源可以伸入积分球内，大尺寸光源只能放在球外，但应尽量靠近输人窗，以便让所有的辐射光都进人积分球。
积分球；
操洲器；
持测设备开
4 --散射屏。
图3大发散角避光连续功率测试装置5. 1. 2 测试步骤
在给定工作条件下启动激光器，达到稳定工作状态。然后按照被测激光器制造厂商对该种被测激光器规定的激光器操作条件进行测试。如无另然声明，至少进行1心述独文的潮量5.1,3测试结果
根据实际使用的连续工作时间确定激光连续功率测量间隔，测量多次，取其平均值作为激光器的连续功率值见公式（4)。
式中：
第次测盘的激光连续功率值，单位为瓦（w）测量次数,m≥10。
5. 1. 4可选用测试设备
（4）
在必要时可以在激光器与激光探测器之间始人光束整形、衰减装置和为调整光轴重合而采用的转4
折镜，以及上述光学组件的适当组合。但在计算测鱼值时应计人它们的校正系数。5.2连续激光器输出功率不荐定度测试5.2.1连续激光器输出功率不稳定度测试5.2.1.1测试程序
GB/T13863—2011
5.2.1.1.1根据激光器输出参数，选择合适的操测距离，调节激光束，尽可能使其正入射至操测器中史部位。根据待测激光连续功率范围选择合适的量程。5.2.1.1.2用激光探测器探测被测激光违续功率值，测量持续时间，采样时间间隔，探测系统的时间带数的规定如下：
短期稳定度的测试，整个测量持续时间为1 ms,每隔1 μs来样一次，探测系统的时间常数应该a)
不大于1/3μ5:
中短期稳定度的测试,整个测量持续时间为 1 s,每隔 1 ms 采样一次,操测系统的时间常数应该不大于1/3ms:
c）中期稳定度的测试,整个测量持续时间为 1 min,每隔 1/10 s 采样一饮,探测系统的时间常数应该不大于1/30S，应该避免激光电源的同步；长期稳定度的测试，个测量持续时间为1h，每隔1s采样一次，探测系统的时间常数应该不d
大于 1/3 5。
测试步孵
在给定工作条件下启动激光器，达到稳定工作状态。然后按照被测激光器制造厂商对该种被测激光器规定的邀光器操作条件进行测试：如无另外声明，至少进行10次独立的诞量。测试中应记录采样周期内被測激光连续功率的最大值和最小值。5.2.1.3测试结果
按式(5)和式(6)计算激光连续功率的n个测量值的平均值和实验标准差。P
式中：
一n个测量值的平均值，单位为瓦(W)：P—第i次测量的激光连续功率值，单位为瓦(W);测量次数，n≥10
S(P,-P):
AP—实验标准差，单位为瓦(W)。1
再按式（7)计算出违续激光器输出功率不稳定度。24P-×100%
式中：
Zpl——连续缴光器输出功率不稳定度。(53
GB/T 13863—2011
5. 2.2连续邀光器输出功率峰值不稳定度测试5.2.2.1测试装置
连续激光器输出功率峰值不稳定度测试装置见图4，根据激光器输出参数，选择合适的探测距离，调节激光束，使其正人射至操测器中央部位。1
2·功率操測器；
记录仪器或功率显示器，
图4连续激光器输出功率峰值不稳定度测试装置5.2.2,2测试步骤
在给定工作条件下启动激光器，达到稳定工作状态。然后按照被测澈光器制造厂商对该种被谢激光器规定的微光器操作茶件进行测试。如无另外声明，至少进行10饮独文的測量。用适当记录仪器记录激光连续功率随时间变化的曲线（功率稳定性曲线）。也可用计算机，数字电压表等代替记录仪器采集数据。根据测得的功率稳定性曲线，找出最大功率值，最小功率值和由式（4）计算出的该测试时间间隔内的平均功率值。
5.2. 2.3测试结果
撤光连续功率的峰值不稳定度按式()计算。5.2.3可选用测试设备
在必要时可以在激光器与激光探测器之问加人光束整形、衰减装置和为调整光轴重合而采用的转折镜，以及上述光学组件的适当组合。但在计算测量值时应计人它们的校正系数。6测量不确定度估算
6. 1激光连续功率的测量不确定度估算激光连续功率的量不确定度由功率测量平均值的实验标准差和量系统不确定度见式（8）。U(P):
式中;
14A Ps
+[U(e)
Ura(P)—激光连续功率的测量不确定度;AP。
一功率测量平均值的实验标准差，单位为瓦（W）。功率测量平均值的实验标准差见式（9)。(P, - P)3
式中：
P，第于饮测量的激光连续功率值,单位为瓦(W)；量欢数，10。
2连续激光器输出功率不稳定度和峰值不稳定度的测量不确定度估期6.2
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激光输出功率不稳定度和峰值不稳定度的测量不确定度主要由测直系统输出的相对强度燥声决定。其定义与测量方法符合附录C的规定。测试报告
测试报告应包括以下内容：
概述：
待测激光器的情况！
测试输人条件；
测试和误差估算信息；
测说结果。
GB/T13863—2011
附录A
（资料性附录）
本标准与IS011554:2006相比的结构变化情况本标准与15011554：2006相比在结构上有一定调整，具体章条编号对照情况见表A.1。表A1本部分与IS011554;2006的章条缩号对照情况本标准的章条编号
4,1 b)+c),d)
4.2 b) ,c)+d)+e), f?
5. 1. 1, 1
5. 1. 1. 2
5. 2. 1. 1
5. 2. 1. 2
5. 2. 1. 3
谢录 C
S011554,2006的章条编号
7. 2,6. 3 a)第一段
6. 3 a)第二段
6.3 2]第一段
6.3 a)第二段
6. 1. 1 最后一段
6.1.1,7.2
6.1.2.7. 2
6. 7. 1 第二段
6, 1, 1 第二段
8. 2 最后一段
8. 3 最后一段
6. 1. 3、附录 A
附录B
（资料性附量）
本标准与IS011554:2006的技术性整异及其原因表 B. 1 给出了本标准与 IS0 11554:2006 的技术性差异及其原因。妻 B. 1本部分与 [SO 11554:2006 的技术性整异及基原因本标准章节编号
技术性差异
删除了有关能，脉冲形状,脉宽，脉冲重复率和能量不稳定度,脉冲周期不稳定度的相关内容
将本测试方法用于“测定和评价激光器的特性\小为“适用于各种连续和准连续激光器的激光辐射连续功率以及连续激光器输出动率不接定度的副试”
GB/T 15313 激光术语(GB/T 15313- 2008,ISO 11143:2006,MOD)
GB/T6360激光功率能量测试仪器规范GB7247.1微光产品的插射安全第1部分 设备分类、要求和用户指南(GB 7247. 1-2001.IEC 60825-1:1993,DT)
将 3. 1 相对强底噪声必入附录 C中将原国标中激光干射功率稳定皮的定义保并修改为激光辐射功率的峰值不稳定度的定义
保留了原国标中灵敏度，测试仪器非线性系数，零漂的定义
取消·了测盘符号与单位的列表保留原国标GB/T13863-1992的基本结树,涵盖 ISO 11554±2006第 7. 2 和 6. 3 a>第一段,6. 3 a)第二段技术要求
保留原国标CB/T13864-1992的基本结构，通盖ISO11554,2006第6.3s)第一段6. 3 )第二段技术要求
保留原国标GB/T138631992的条款连续激光器输出功率峰值不定度谢点原
属于其他国标范的
GB/T 13863—2011
本国标只能测定和评价连续和准连续激光器的功率特性+不足以完整详价薇光器的特性采用了等同于国际标准1SO11145:2006的GB/T15313
采用了类似于国际电工学会标准 IEC 61040 ;1590前G8/T8360
增加了 GB 7247. 1标准
按国内习惯,仪器的标定检验不包括在测试方法中
为了兼顾国内相关标准的现状和测试仪器技术发展的现状
本国标中会用到
参照 GB/T 15313 的规定,没有更改,疫必要器列
对激光功率调试仪器应该有一个基本要求对激光功率不稳定度测试仪器应该有一个基本要求
适应相关鼠标要求
为了兼顾国内相关标准的现状和测试仪器技术发展的现状
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