GB/T 15175-2012 固体激光器主要参数测试方法 GB/T15175-2012 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS.31.260
中华人民共和国国家标准
GB/T15175-—2012
代替GB/T15175—1994
固体激光器主要参数测量方法
Measurement rnethods for main parameter of solid state lasers2012-12-31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
2013-06-01实施
规范性引用文件
术语、定义和符号
一般要求
量条件
测量设备
4.3安全防护
4.4·被测激光器
4.5测最准备
激光器主要参数测量方法
蜂值波长
连续功率
脉冲重复频率
脉冲能量
脉冲宽度
峰值功率
光束宽度或光束直径
束散角
光束质量·
输出不稳定度
偏振度
电光转换效率
光束指向不稳定性测试方法
附录A（规范性附录）光束宽度或光束直径的表达式附录B（资料性附录）光束宽度的修正公式附录C（资料性附录）物方空间光束束腰直径计算公式的推导GB/T 15175—2012
本标推按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准代替GB/T15175—-1994《固体激光器主要参数测试方达》。本标准与GB/T15175—1994相比主要变化如下：GB/T15175—2012bZxz.net
第3章引用了GB/T15313.删除了原标准中与GB/T15313内容相同的术语和定义；第4章中增加了“仲裁测量标准大气条件”的规定：删除了原标准中“横模模式”的测量方法（见1994年版的5.3)：在\光束宽度或光束直径\的测量方法中增加了“空心探针法\的测量（见5.7)；增加对\光束质量”的测意方法（见5.9）；规定了“偏振度\测量方法的具体内容，删除了原标推对GB/T7257《氛激光器参数测试方法》的引用(见5. 11);
增加了附录 A,附录 B和附录 C
本标由中华人民共和国工业和信息化部提出。本标准由中国电子技术标准化研究所归口。本标准起草单位：中国电子技术标准化研究所。本标准主要起草人：张明、陈兰。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T15175—1994。
1范围
固体激光器生要参数测量方法
本标规定了固体激光器主要参数的测量方法，本标准适用于体激光器（以下简称“激光器”）的主要参数的测量。2规范性引用文件
GB/T15175—2012
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注H期的引用文件,仅注且期的版本适用于本文件。凡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。GB7247.1激光产品的安全第1部分：设备分类、要求GB/T15313激光术语
3术语、定义和符号
GB/T 15313确立的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
工作电流operatingcurrents
激光器工作时，泵浦源的工作电流。3.2
工作条件opcratingconditions
激光器的工作条件指其工作模式和工作波长等条件。3.3
输出不稳定度output instahilits3.3. 1
翰出功率不稳定度outputpowerinstabilitySp
激光器止常工作时输出功率在规定的时间间隔内随时间波动的特性。3. 3. 2
Eoutput energy instability
输出能量不稳定度
激光器正常工作时输出能量在规定的时间间隔内随时问波动的特性。，3.4
光东最大偏移
beammaximalexcursion
在一定的时间范围内，光束光斑中心偏离光轴的最大角度。3.5
重复脉冲输出平均功率repetitionpulseoutpataveragepower重复脉冲激光器在规定工作条件下,在一段时间范围内所测n次输出功率的平均值。GB/T 15175—2012
4般要求
4.1测量条件
4. 1. 1测量标准大气条件
环境温度:15 ℃～35 ℃
相对湿度:45%~75%；
大气压力;86 kPa-106 kPa。
4.1.2仲裁测盈标准大气条件
环境温度：25℃土1℃，
相对湿度:48%~~52%；
大气压力：86kPa~106kPa。
4.1.3其他环境条件
整个测量系统应处于无明显振动、气流、烟尘和杂辐射影响的环境中，不得有影响测量结果的T扰。
4.2测量设备
4.2、1除非另有规定，测量所用的邀光功率计、能量计的不确定度应优于S%。4.2.2测量所用的标准计量仪器应经计量机构检定合格。4.2.3为了保护仪表免受不允许的突然过载，允许在测试设备上采用保护装置，们不应该影响测最精度。
4.3安全防护
安全防护应符合GB7247.1中的有关规定。4.4被测激光器
除非另有规定，被测激光器应在详细规范中规定的工作程序和工作条件下丁作，并连稳定工作之后测量各有关参数。
4.5测量准备
除非另有规定，参数测量应按下列要求做好准备：a）按有关参数测量的原理方框图组成测量系统；b）推备符合4.1要求的测量条件；c）按详细规范的要求选择测量仪器。5激光器主要参数测量方法
5.1峰值波长
5.1.1测试图
测试图见图 1。
说明：
-被激光器；
衰减器(必要时)：
滤光片（必要附)；
1—光闸：
·透镜；
一波长测试仪器。
5. 1. 2 测试程序
5.1.2.1按4.5做好测试谁备。
图1峰值波长测试图
GB/T15175—2012
5.1.2.2让激光束照到波长测试仪器（如：单色仪、光谱仪或波长计），并记录仪器所示出的波长值，找出激光峰值波长入，重复测量n(n≥10)次，按式(1)计算峰值波长入：·（1）
式中：
激光束主谱线峰值波长，nm；
第i次测得的峰值波长，I;
测量次数。
连续功率
测试图
测试图见图 2 。
说明：
被测激光器：
光闸（必要时）：
衰减器（必要时）；
窄带滤光片必要时)：
微光功率计，
图2连续功率测试图
GB/T 151752012
5. 2. 2测试程序
5,2.2. 1按 4.5做好测试推备
5.2.2.2将激光功率计探头对准激光器的输出光束，并保持适当距离（按详细规范规定）。5.2.2.3接通激光功率计电源，选用合适量程，并校准其零点，5.2.2.4每隔一定时间（按详细规范规定）测量记录一次功率计的读数P.，重复测量z（n≥10)次，按式(2)计算输出功率P：
式中：
输出功率，W；
装减器透射比；
窄带滤光片透射比：
测量次数；
第1次测得的功率，W。
5.3脉冲重复率
测试图
测试图见图3。
说明：
被测激光器：
2-—衰减器（必要时)；
3.光电探测器；
4—示波器
5. 3.2测试程序
5.3.2.1按4.5做好测试准备。
图3脉冲重复频率测试图
5.3.2.2选取光电探测器的光谱响应与激光器的输出波长相匹配；根据激光器输出脉冲宽度范围，选取合适的光电探测器和示波器（或其他时间测量仪器）。5.3.2.3使激光脉冲进人光电探测器，并使光电探测器在线性范围内工作，调节示波器的灵敏度和扫描速度，使在示波器的屏上出现两个稳定的激光脉冲波形，记下两相邻脉冲之闻的时间间隔，重复测量n(n≥10)次，按式(3)计算脉冲重复赖率f：-(3)
式中：
脉冲重复频率，Hz;
第次测量两相邻脉冲之间的时间间隔，5；测量次数。
脉冲能量
用能量计测量
5, 4, 1. 1
测试图
测试图见图4。
说明：
被测激光器；
光闸(必要时》；
3-衰减片必要时);
窄带滤光片(必要时)；
能量计。
图4脉冲能量测试图
测试程序
按 4. 5 做好测试准备。
5, 4. 1.2. 1
GB/T 15175--2012
将能量计探头对准激光器的输出光束，并保持适当距离（按详细规范规定）5. 4. 1.2. 2
5. 4. 1.2.3在激光器规定T作条件下，以一定的时间问测量并记录一次脉冲能量 Q;,重复测量 z(n10)次，按式(4)计算脉冲能量Q：式中：
Q-脉冲能量,J:
Q第次测得的输出能量，
衰减片的透射比；
-窄带滤光片透射比；
同一输入能最时的测量次数。
5.4.2用平均功率计算
（4）
在激光器脉冲重复频率较高时，按5.2的方法进行测量，得到平均功率，按5.3测量重复频率，按式(5)计算输出能量Q：
GB/TT5175—2012
我中：
脉冲能量，；
Pw—平均功率,W;
f—脉冲重复频率,Hz。
5.5脉冲宽度
5.5. 1测试图
测试图见图3。
5.5.2测试程序
5.5.2.1按4.5做好测试谁备。
5.5.2.2选取光电探测器的光谱响应与激光器的输出波长相匹配；根据激光器输出脉冲宽度范围，选介适的光电探测器和示波器
5.5.2.3使激光脉冲进人光电探测器，并使光电探测器在线性范围内工作，在示波器屏面上显示出脉冲时间波形，记录此时的脉冲宽度t，重复测量n(n≥10)次，按式(6)计算脉冲宽度t：11
式中：
脉冲宽度，s;
t第次测量的脉冲宽度，s
测量次数。
5.6峰值功率
按:5.4的方法测最脉冲能量，按5.5的方法测量脉冲宽度，按式(7)计算峰值功率P%：Pk =Q
式中：
蜂值功率，W，
Q—脉冲能量,J;
脉冲宽度，s.
光束宽度或光束直径
5.7.1套孔法（适用于光束直径的测试）5. 7. 1. 1 测试图
测试图见图5。
-（6)
说期：
被测避光器：
2——衰减器（必要时）；
光闽：
能量计或功率计。
5.7.1.2测试程序
5.7. 1. 2. 1按4. 5 做好测试准备。图5
套孔法测试图
GB/T 15175—2012
5.7.1.2.2按5.4的方法测景不加光闹时的能量Q(或按5.2的方法测量不加光时的功率P)。5.7.1.2.3将较小直径的光阐置于光轴Z处，沿垂真于光轴的X，Y方向反复调整光阐的位置，使能量计(或功率计)接收的能晨（或功率)最大并记录此时的激光能量Q（或功率P'）,用式(8)或式(9)计算光阑透过率T：
式中：
T—光阐透过率：
Q——加光阐时的能量，I，
一不加光阑时的能量，。
X100路
式中：
T—光阑透过率；
-加光阐时的功率，W;
不加光时的功率，W。
5.7.1.2.4改变光阐孔径，当T=86.5%时，测得光阑直径d\，即为Z处的光束直径d；当光阐的透过率T接近86.5%时，按式（10)计算得到光束直径d：d=d
式中：
光束直径，mm;
光阐直径，mm；
光阑透过率。
ln(1-T)
注：当光束质量因子M较大时，可参照附录B对光束直径进行修正。5.7.2刀口法（适用于光束宽度或光束直径的测试）5. 7. 2. 1
测试图
测试图见图6，刀口仪示意图见图7，.(10)
GB/T 15t75—2012
说明：
被测激光器：
2——衰减器(必要时);
3——仪：
4—-一能虽计或功率计,
5.7.2.2测试程序
5.7.2.2.1按4.5做好测试准备。图6刀口法测试图
刀口沿
光功率探测器
微调装罩
图7刀口仪示意图
5.7.2.2.2按5.4的方法测最不加刀口仪时的脉冲能量Q或接5.2的方法测量不加刀口仪时的功率P）。5.7.2.2.3将刀口仪放置于激光器及能堂计（或功率计）之间的光轴上，刀口沿和光束垂直的X方向移动，逐渐遮挡输出光斑，进人能量计（或功率计)的能量(或功率)逐渐减小。记录能计（或功率计)读数为原始能量（或功率）84为及16%时的对应几何位置X，及X2，按式（11)计算X方向光束宽度dx：dx=2|X -X,
式中：
-X方向光束宽度，mm;
能量计（或功率计)读数为原始能量（或功率）84%时的对应儿何位置，mmX
能星计（或功率计)读数为原始能量(或功率)16为时的对应儿何位置，mn。Xa
注：当光京质量因子 M 较大时,可参照附录 B对光果宽度进行修正。5.7.2.2.4用同样的方法测量Y方向的光束宽度d。5.7.3CCD法（适用于光束宽度或光束直径的测试）5.7.3.1测试图
测试图见图 8。
说明：
一被测激光器：
衰誠器(必要时) t
-CCD 测试系统。
CCD 测试系统
CCD测试系统应满定以下要求：
图 8CCD 法测试图
所测光束内一维方向覆盖的光敏像素数应大于或等于100；a)
动态范围应大于或等于 8 bit。5. 7. 3. 3测试程序
5.7.3.3.1按4.5做好测试准备。GB/T15175-2012
5.7.3.3.2激光器正常工作，将CCD探头垂直置于光轴Z处，启动光束分析仪，选择延当的衰减量并充分利用CCD动态范国，测显2点截面的光束能量（或功率）强度分布，按附录A计算直接得到光束宽度或光束直径。
5.7. 4空心探针法
5.7.4.1测试图
测试图见图9,测量原理见图10.
说明：
被测微光器；
光束光斑质量诊断仪；
3—吸收体；
4——-计算机。
图9空心探针法测试图
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