Средства измерений максимальной мощности импульсного лазерного излучения. Типы и основные параметры. Методы измерений

№3 а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ

ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ ’

ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

ГОСТ 25368—82

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва
РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам ИСПОЛНИТЕЛИ
Б. М. Степанов, д-р физ.-мат. наук (руководитель темы); А. Ф. Котюк, д-р техн, наук; В. И. Сачков, канд. техн, наук; С. В. Тихомиров, канд. техн, наук; О. С. Шимчук, канд. физ.-мат. наук; А. И. Глазов
ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам
Член Госстандарта Л. К. Исаев
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государствен­ного комитета СССР по стандартам от 30 июля 1982 г. N5 2989

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Типы и основные параметры.
Методы измерений
Means for measurement of pulse laser radiation
maximum power. Tupes and main parameters.
Measuring methods.
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 июля 1982 г. № 2989 срок введения установлен
с 01.07.83
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на образцовые и рабо­чие средства измерений максимальной мощности импульсного ла­зерного излучения (далее СИ ММ), предусмотренные общесоюз­ной поверочной схемой по ГОСТ 8.198—76, и устанавливает их ти­пы, основные параметры и характеристики, а также методы изме­рения основных параметров и характеристик при изменении пара­метров исследуемого излучения в пределах:
диапазон длин волн, мкм 0,4-5-1,2
диапазон значений максимальной мощности излуче­
ния, Вт 10~в4-108
длительность импульсов излучения, С Г0~1О-5-10“6
частота повторения импульсов, Гц периодические
1-4-10’ и однократные
Стандарт не распространяется на измерительные генераторы импульсов оптического излучения.
1. типы
1.1. Устанавливаются следующие типы средств измерений мак­симальной мощности импульсного лазерного излучения:
измерительные преобразователи;
измерительные приборы (основанные на измерительных преоб­разователях).
1.2. Измерительные преобразователи подразделяются на: фотоэлектрические измерительные преобразователи (ФИП);
Издание официальное Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1982
Типы измерительных преобразователей
Основные параметры измерительных преобразователей

Коэффициент преобразования
Линейный динамичес­кий диапазон
Время нарастания переходной характеристики тн (длительность импульсной характеристики т0,1>- с
Основная относитель­ная погреш­ность, %
ФИП, основанные на:
) внешнем фотоэффекте: фотоэлементы
ФЭУ
) внутреннем фотоэффек­те
Не менее 4 ■ 10~4 А/Вт на К=0,53; 0,69 мкм 5-Ю-’ А/Вт на Х= 1,06 мкм 104-100 А/Вт
10-’4-3 А
0,14-10 А
Тод.' 3.10~1в4-».КГ’
Тод: (0,14-100) • 10-9
Не более 25
Не более 15

10-3-=-1 д/вт
(0-в-г10-‘А
ТоД: (1-100) • 1О-»
—
Измерительные боломет­ры
14-103 В/Вт
10-«4-Ю4 В
тн: не более 10-8
Не более 12
Пироэлектрические изме­рительные преобразователи
10-100 В/кВт
—
тя: 10-7
Не более 15

измерительные болометры;
пироэлектрические измерительные преобразователи.
1.3. Фотоэлектрические измерительные преобразователи подраз­деляются на:
основанные на внешнем фотоэффекте (фотоэлементы, фотоэлек­тронные умножители (ФЭУ);
основанные на внутреннем фотоэффекте (фотодиоды, фоторе­зисторы, фототранзисторы и др.):

2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

2.1. Устанавливаются следующие основные параметры и харак­теристики средств измерений максимальной мощности импульсно­го лазерного излучения:
для измерительных преобразователей —■ согласно таблице;
для измерительных приборов — чувствительность прибора, ли­нейный динамический диапазон и основная относительная погреш­ность. Указанные параметры нормируются в технической докумен­тации на конкретные измерительные приборы.

3. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. Измерительная аппаратура и вспомога­тельное оборудование
3.1.1. Источник излучения на основе лазера или светодиода со следующими пределами изменения значений основных параметров:
Источник излучения должен быть стабилизирован по- макси­мальной мощности с относительной нестабильностью, определяе­мой допустимой погрешностью измерений, и не иметь выбросов на фронте импульсов за время измерения.
3.1.2. Средство измерений максимальной мощности импульсно­го лазерного излучения, аттестованное или прошедшее поверку (в дальнейшем — СИ ММ с известными параметрами), основная пог­решность которого меньше предполагаемой основной погреіпноєти исследуемого средства измерений в соотношении, предусмотрен­ном общесоюзной поверочной схемой по ГОСТ 8.198—76, а осталь­ные основные параметры изменяются в следующих пределах:
динамический диапазон, Вт 10_“4-10®
спектральный диапазон, мкм 0,44-1,2
длительность импульсной характеристики, с . . . . 3 • 10-104-10~7 время нарастания переходной характеристики, с . . 10_ 104-10“7
СИ ММ должно работать в однократном режиме или режиме повторяющихся импульсов с частотой повторения О-4-1О3 Гц.
К СИ ММ, используемому в качестве контрольного, предъявля­ется требование к стабильности коэффициента преобразования (чувствительности) за время измерения, определяемое допустимой погрешностью измерений.
3.1.3. Прибор для амплитуды выходного электрического сигна­ла измерительного преобразователя.
Могут использоваться средства измерений параметров электри­ческих сигналов с параметрами, соответствующими значениям мак­симальной мощности излучения используемого источника и коэф­фициенту преобразования исследуемого измерительного преобра­зователя, с погрешностью, определяемой необходимой точностью измерений, но не более 10%. Применяются:
) осциллографические регистраторы:
полоса частот, определяемая из соотношения: (2—5)Тф<Тн, МГц 504-250
(где Тф—длительность фронта выходного элект­рического сигнала) . г
чувствительность, В/см . .. . . . . . 0,01н-200
погрешность амплитудных измерений,.%, не более 5
) стробоскопические осциллографы:
. полоса частот, ГГц 0,54-10
(при измерении параметров импульсов с частотой повторения более 100 Гц)
чувствительность, В/см . 0,0014-1
погрешность амплитудных измерений, %, не более 10
) импульсные вольтметры для измерения амплитуд­ных значений электрических сигналов с погреш­ностью, %, не более 4
динамический диапазон, В ........ . 10-Зн-100 Длительность электрических импульсов, с . . . 10-84-1О~“ частота повторения, Гц . . №00
Могут быть использованы и другие средства измерений пара­метров электрических сигналов с основными параметрами, изменя­ющимися в указанных выше пределах, более предпочтительными являются цифровые средства измерений или имеющие аналоговый выход длй подключения внешнего прибора.
'3.1.4. Средства измерений формы импульса оптического излу­чения. Совместно со скоростными» осциллографическими регистра­торами и стробоскопическими осциллографами, параметры кото­рых приведены в п. 3.1.3, могут использоваться фотоэлектронный регистратор — ФЭР (тн= 10~10с) и другие фоторегистраторы с вре­менем нарастания переходной характеристики, удовлетворяющие условию, указанному в п. 3.3.4.
3.1.5. Набор нейтральных ослабителей, аттестованных на рабо­чих длинах волн в диапазоне 0;4-г-1,2 мкм, с пределами изменений значений коэффициента пропускания т от 0,1 до 0,9, с неравномер1 ностью т по площади ослабителя не более 1 % и погрешностью, оп­ределяемой допустимой погрешностью измерений, но не более 5%.
3.1.6. Микрофотометр. Используются микрофотометры двухлу­чевые регистрирующие со следующими основными параметрами:
пределы изменения плотностей почернения .... 04-1,2 Д,
04-1,8 Д,
04-2,5 Д
увеличение 20х
скорость изменения записи (4 ступени с плавным из­менением в пределах), мм/мин . 0 ч-25, 04-50,
0ч-100,
04-200
размер регистрограмм, мм . . 208X288
3.1.7. Оптическая система, состоящая из,оптических элементов, предназначенных для фокусировки и деления пучка лазерного из­лучения.
Помимо указанных в данном разделе разрешается применять другие средства измерений с аналогичными или лучшими характе­ристиками.
3.2. Подготовка к измерениям
3.2.1. Измерения проводят при нормальных условиях, устанав­ливаемых ГОСТ 24469—80.
3.2.2. При проведении измерений следует руководствоваться требованиями безопасности, устанавливаемыми ГОСТ 24469—80.
3.2.3. Перед проведением измерений должны быть выполнены следующие подготовительные работы.
Исследуемое средство измерений, контрольное средство измере­ний и средство измерений с известными параметрами должны быть заземлены, установлены в рабочее положение, включены в сеть, прогреты при номинальном напряжении электропитания и выдер­жаны в нормальных условиях в течение времени, указанного в до­кументации по эксплуатации. Все операции по подготовке к изме­рениям должны проводиться в соответствии с «Правилами устрой­ства электроустановок» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных,Гос­энергонадзором.
Оптическая система должна быть отъюстирована таким обра­зом, чтобы излучение попадало в центр оптических элементов оп­тической системы, осуществляющих фокусировку и деление пуч­ков излучения, и в центр приемных поверхностей средств измере­ний. Недопустимо даже частичное попадание пучка излучения на оправы входных окон средств измерений.
В помещении не должно быть конвекционных потоков (в том числе активной вентиляции), посторонних тепловых возмущений, внешних магнитных полей. Уровень запыленности не должен пре­вышать 20 пыл./ч • см2.
3.3. Проведение измерений
3.3.1. Определение 'коэффициента преобразования измеритель­ного преобразователя
Коэффициент преобразования измерительного преобразователя определяют методом сравнения с аттестованным (поверенным) СИ ММ на установке, схема которой приведена на черт. 1.
Схема установки для определения коэффициента преобразования (чувствительности) СИ ММ

/—источник излучения на основе светодиода или лазера, стабилизиро­ванный по максимальной мощности, форме и длительности импульса излучения; 2—делительная пластина из стекла: 3, 6—нейтральный ос­лабитель; 4—СИ ММ с известными основными параметрами: 5—конт­рольный прибор; 7—исследуемое СИ М