【国家标准(GB)】 激光术语

ICS31.260
中华人民共和国国家标准
GB/T15313—2008
代替GB/T15313-1994
激光术语
Terminologyforlaser
(ISO 11145:2006,Optics and photonics—Laser and laser-relatedequipment---Vocabulary and symbols,MOD)2008-04-10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
2008-10-01实施
GB/T15313-2008
本标准修改采用国际标准IS011145：2006《激光和激光相关设备的术语与符号》（英文版）。本标准根据ISO11145：2006重新起草。本标准与IS011145：2006相比，存在如下技术性差异：-对IS011145：2006中的“激光”和“激光器”的内容进行了充实和完善。“激光”术语除全部采用国际标准定义外，增加了激光受激发射及相干性、单色性和方向性的特性内容。“激光器”术语除全部采用国际标准定义外，增加了激光器的分类内容，丰富对激光器形成关系的了解。除采用ISO11145：2006中全部术语和符号外，增加了些ISO11145：2006中没有的术语。对术语条款顺序重新进行了编排。对于采用ISO11145：2006的术语，在术语条款后面，均注明了对应的ISO标准的条款编号。本标准代替GB/T15313—1994《激光术语》。本标准与GB/T15313一1994相比，主要变化如下：原国家标准中与ISO11145：2006标准相同的术语，按照ISO11145：2006的定义进行了修改与整理。
对原标准重点补充了：半导体激光器（量子阱激光器、量子点激光器、量子线激光器；垂直腔面发射器件；单条、叠层、堆积半导体激光器；直接泵技术）；光纤激光器（光纤放大器、光纤光栅；双包层光纤、包层泵浦；光子晶体、光子晶体光纤）；新材料和器件（掺饵玻璃；陶瓷激光材料、陶瓷激光器；钛宝石、钛宝石激光器；钒酸钇、钨酸钾.；浸反射光腔）；强激光器（热容激光器；激光光策合成技术)等新发展的激光器术语和相关材料、器件及技术的术语。-2.5“激光设备与应用”为新增加部分，主要增加了激光加工、激光医疗、激光测量、激光印刷和激光信息应用等方面的术语，这部分术语应用面广，迫切需要明确技术内涵和术语统一。----标准中与ISO11145：2006对应的符号和单位，等同采用ISO11145：2006，其他符号和单位仍与前版标准一致，使符号和单位的使用保持连续性。一对国际标准术语laser[ISO111453.30]在等同采用的前提下，增加了激光器分类的内容，使术语的定义更加全面和深人。
一对原标准中用名词定义名词的部分术语，应用技术内涵进行了重新定义，深化了术语定义的技术内涵。
本次修订新增加和补充术语121条，修改术语120条，未修改的术语38条。本标准由中国兵器工业集团公司提出。本标准由中国兵器工业集团公司归口。本标准起草单位：中国兵器工业标准化研究所、兵器工业第二O九研究所、国营第五三O八厂、北京理工大学。
本标准主要起草人：麦绿波、陈亦庆、刘庆明、赵长明、高春清、魏晓羽、金锋、孙涛。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：-GB/T15313—1994。
1范围
激光术语
GB/T15313—2008
本标准规定了激光基础、激光技术、激光元器件与材料、激光器和激光设备与应用的术语及其符号与单位。
本标准适用于科研、生产和教学。2术语
2.1激光基础
激光辐射laserradiation
由激光器产生的，波长直到1mm的相干电磁辐射。它由物质的粒子受激发射放大产生，具有良好的单色性、相干性和方向性。
［ISO11145：2006，定义3.32]
radiative transition
辐射跃迁
一个激活粒子由高能态跃迁至低能态并释放一个光子的现象。2.1.3
nonradiativetransition
无辐射跃迁
激活粒子由高能态跃迁至低能态而无光子释放的现象。2.1.4
量子缺失
quantumdefect
激光光子能量与贡献于粒子数反转的泵浦光子能量之差。2.1.5
brightnessof laserbeam
激光束亮度
在激光束输出方向上单位面积向单位立体角辐射的光功率。单位为瓦每平方米球面度（Wm-2sr-1）。2.1.6
自发发射
spontaneousemission
处于高能级的粒子按一定几率自发地跃迁到低能级，同时发射光子的现象。2.1.7
受激发射stimulatedemission
在外加辐射场作用下，处在高能级的粒子向低能级跃迁时，发射出与人射光子特性（频率、方向和偏振等)完全相同的辐射的现象。
stimulatedabsorption
受激吸收
在外加辐射场作用下，处在低能级的粒子向高能级跃迁时，吸收一个能量等于二能级间能量差的光子向高能级跃迁的现象。
受激吸收和受激发射这两个过程统称为受激跃迁。1
GB/T15313—2008
粒子数反转populationinversion处于高能级的粒子数多于处于低能级的粒子数时的非平衡状态。2.1.10
激光振荡阅值laseroscillationthreshold使激光器内光子增益等于或大于腔内总损耗，从而产生激光的最低激发水平。2.1.11
激活粒子
activeparticle
可以通过受激发射而产生激光的原子、分子、离子和电子-空穴对等的总称。2.1.12
光增益gainof light
光在介质中传播时，随着距离的增加而逐渐增强的现象。2.1.13
激光介质lasermedium
activemedium
具有光增益作用的介质。
增益系数
gaincoefficient
通过单位长度激光介质的光场强度相对增加量，即：1di
式中：
g—--增益系数,单位为每米(m-1)；I-.--光强，单位为瓦每平方米（W/m2）；激光介质长度，单位为米(m）。2.1.15
增益饱和gainsaturation
当光强增加到一定程度后，激光介质的增益系数随光强增加而减小的现象。2.1.16
small signal gain
小信号增益
通过激光介质的光强较弱时，增益系数与光强的关系可忽略时的增益系数。2.1.17
单程增益
gainbyonepass
光从谐振腔的一端传播到另一端所获得的总增益。2.1.18
单程损耗
Elossbyouepass
光从谐振腔的一端传播到另一端所引起的总损耗。2.1.19
驰豫振荡
relaxationoscillation
（1）
在激光器达到稳定工作状态之前，谐振腔内激光振荡与激发粒子之间互相制约而出现的一段不稳定振荡。
均匀加宽homogeneousbroadening引起加宽的物理因素对于每个原子都是等同的加宽。2.1.21
非均匀加宽inhomogeneousbroadening每个粒子只对谱线内与它的表观中心频率相应的部分有贡献时出现的加宽。2.1.22
多普勒加宽Dopplerbroadening
由粒子无规则热运动引起的多普效应所导致谱线加宽的现象。2.1.23
谱宽度spectralbandwidth
AA、AV
GB/T15313—2008
谱功率(或能量)为其峰值一半处所对应波长（或频率)的最大间隔。△入表示波长谱宽度，Av表示光频率谱宽度。
[ISO11145：2006，定义3.56］
洛仑兹线型Lorentzianlineshape谱线相对强度对频率的分布符合以下公式的线型：gr(u) =
式中：
2元(—）2+(/2)2
-洛仑兹线型函数，单位为秒(s)；频率，单位为每秒(s-1）；
Av—谱线的线宽，单位为每秒(s-1)；Vo
高斯线型
谱线的中心频率，单位为每秒(s-1)。Gaussian lineshape
谱线的相对强度对频率的分布符合高斯函数关系的线型：gc(v) =二 (
v。（2元kT）
式中：
高斯线型函数，单位为秒(s)；
光速，单位为米每秒(m/s)；
原子质量，单位为千克（kg)；
玻尔兹曼常数，单位为焦每开(J/K)；一绝对温度,单位为开(K)；
频率，单位为每秒(s-1)；
谱线的中心频率，单位为每秒（s-1）。烧孔效应hole-burningeffect
（2）
（3）
在非均匀加宽的激光介质内，由反转粒子数的频率选择性消耗效应造成增益频谱曲线的局部凹陷的现象。
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兰姆凹陷Lambdip
在非均匀加宽的单纵模气体驻波激光器中，激光振荡频率与激光介质增益频谱曲线的中心频率重合时，其输出功率随振荡频率出现极小值的现象。2.1.28
反兰姆凹陷invertedLambdip
置于激光器谐振腔中的特殊气体盒，使激光器输出功率随频率变化的曲线在激光振荡频率等于该气体盒吸收谱线中心频率处出现尖峰的现象。2.1.29
空opticalresonator
光学谐振腔
在其空间内能够激励建立和维持稳定的光频段电磁波本征振荡的光学系统。2.1.30
谐振腔的g参数gparameterofresonator由谐振腔两块腔镜的曲率半径R1、R2及腔长L决定的、表征谐振腔稳定与否的参数g1和g2（从腔内看腔镜时，凸面的曲率半径为负值)。g1=1-L/R1g2=1-L/R2。2.1.31
稳定腔
stableresonator
具有两个端面反射镜，能使近轴光线保持在腔内作无限往返传输的谐振腔，激光谐振腔的两个g参数因子的数值满足0unstableresonator
非稳腔
具有两个端面反射镜，近轴光线在其内作有限次传输后便逸出腔外的谐振腔，激光谐振腔的两个g参数因子的乘积满足g1g21条件。[ISO11145:2006，定义3.58]
谐振腔损耗
lossofresonator
光波在谐振腔中往返传播时光能的损耗，通常包括：吸收损耗、衍射损耗、散射损耗和输出损耗等。2.1.34
行射损耗diffractionloss
光波在谐振腔中往返传播时，由孔径衍射而造成的光能量损耗。2.1.35
谐振腔费涅耳数
Fresnelnumberofresonator
标志谐振腔衍射损耗的参量，用式(4)表示。nr2
式中：
费涅耳数；
ri、r2
分别为两反射镜的半径，单位为米(m)；L-谐振腔长,单位为米(m);
入——光波波长，单位为米(m）)。4
（4）
谐振腔品质因子qualityfactorofresonatorQ
代表谐振腔的质量指标的参量，用式(5)表示：E
Q=2元×
式中：
Q——谐振腔品质因子；
E。存储在腔内的光波能量，单位为焦(J);E1——个振荡周期中损耗的光波能量，单位为焦(J)。2.1.37
modes of optical resonator
光学谐振腔模式
GB/T15313—2008
（5）
光学谐振腔内允许的电磁场的本征函数。通常用TEMmmg表示，下标中的m、n、q分别是零或正整数，用以表征模式的特征。
纵模longitudinalmode
在长度为L的谐振腔内，沿电磁波传播方向的电场分布本征函数。纵模数g=2n(入)L/入描述其在光学谐振腔路径长上的半波长数，n为介质折射率。[ISO11145：2006，定义3.35]
横模transversemode
谐振腔内垂直电磁波传播方向的电场分布本征函数，或垂直电磁波传播方向光束功率（或能量)密度分布的本征函数。对于矩形对称，数m、n表示垂直电磁波传播方向的工、y方向场分布的节点数（厄米一高斯模）。对于圆对称，数力、表示径向和方位节点数(拉盖尔高斯模）。[ISO11145:2006，定义3.36]
基模fundamentalmode
光学谐振腔中的最低阶横模。
高阶模
high-ordermode、higherordermode泛指光学谐振腔中除了基模以外的其他阶横模。2.1.42
低阶模lowerordermode
泛指光学谐振腔中最接近基模的模式。有时也特指一阶横模。基模占主导、包含其他模式（包括高阶模的混合模也被称为低阶模。2.1.43
modevolume
模体积
光学谐振腔中某个模式所占有的体积。2.1.44
modedegeneracy
模式简并
同一频率的光波以不同模式存在于同一光学谐振腔中的现象。2.1.45
模式竞争modecompetition
阈值内增益较大而优先振荡的模式夺得系统能量，通过增益饱和而抑制了其他模式的现象。5
GB/T15313—2008
激光光束laserbeam
空间定向的激光辐射。
[ISO11145:2006，定义3.29]
光束轴beamaxis
在均匀介质内的光束传播方向上，光束横截面上功率（或能量)一阶矩所定义的质心连成的直线。[ISO11145:2006，定义3.1.1]
轴偏度misalignmentangle
激光器的光束轴相对制造商定义的机械轴的偏角。［ISO11145:2006，定义3.1.2]
光束直径
光束直径
du[ISo
beam diameter
beamdiameter
在垂直光束轴平面内，内含功率(或能量)占光束总功率(或能量)规定比例(u%)的最小孔径的直径。当u=86.5时，下角标可省去。注：为了明确，光束直径的标识要将符号及其适合的下标一起使用，即：d或d。。[ISO11145:2006，定义3.3.1]bzxZ.net
beamdiameter
光束直径
用功率(或能量)密度分布函数的二阶矩定义的光束直径为：da(z) = 22(z)
式(7)中在光束位置处功率(或能量)密度分布函数E(α，，z)的二阶矩为：g?(z)
式中：
到质心(至，习)的距离，单位为米(m)；P—方位角。
质心坐标由一阶矩确定，即：
[2E(r,甲,2)rdrdp
E(r,,z)rdrdp
E(,y,z)dzdy
[E(t,y,z)dady
[yE(,y,2)ddy
E(t,y,z)drdy
·（6）
·（9）
GB/T15313-2008
注1：理论上，必需对整个(工，y)平面进行积分。实际上，要求对占光束功率（能量)至少99%的面积进行积分。注2：对于脉冲激光器，必雷用能量密度H代替功率密度E。注3：为了明确，光束直径的标识要将符号及其适合的下标一起使用，即：d.或d。[ISO111452006，定义3.3.2]
beamradius
光束半径
光束半径
beamradius
在垂直光束轴平面内，内含功率(或能量)占光束功率(或能量)规定比例(u%）的最小孔径的半径。注：为了明确，光束半径的标识要将符号及其适合的下标一起使用，即：w或w。。[ISO11145：2006，定义3.4.1]
光束半径
beamradius
w[ISO]
用功率(或能量)密度分布函数的二阶矩定义的光束半径为：W(z) = 2o(z)
注1二阶矩2(2)的定义见2.1.49.2中公式(7)。注2：为了明确，光束半径的标识要将符号及其适合的下标一起使用，即：w或w。。『IS011145：2006，定义3.4.2
beamcross-sectionalarea
光束横截面积
光束横截面积
A[ISO]
beam cross-sectional area
内含功率(或能量）占光束功率(能量)规定比例(u%)的最小面积。注：为了明确，光束横截面积的标识要将符号及其适合的下标一起使用，即：A。、A。。[ISO11145:2006，定义3.2.1]
光束横截面积
A［ISOo]
beam cross-sectional area
用功率(或能量)密度分布函数的二阶矩定义的圆横截面积为：元d
或椭圆横截面积为：
n·dadoy
注：为了明确，光束横截面积的标识要将符号及其适合的下标一起使用，即：A、A。。[ISO11145：2006，定义3.2.2]
beamwaist
光束直径或光束宽度的最细处。（10）
：（11）
：（12）
GB/T15313-2008
[IS011145：2006，定义3.10]
束腰直径
beamwaistdiameter
束腰直径
do,[ISO
beamwaistdiameter
束腰位置处的内含功率(或能量)定义的光束直径du。注：为了明确，束腰直径的标识要将符号及其适合的下标一起使用，即：do或d。0。[ISO11145:2006，定义3.11.1]
束腰直径
beamwaistdiameter
束腰位置处功率(或能量)密度分布函数的二阶矩定义的光束直径注：为了明确，束腰直径的标识要将符号及其适合的下标一起使用，即：do，或d。。[IS011145:2006，定义3.11.2]
束腰半径
束腰半径
wo,u[ISO]
beam waist radius
beamwaist radius
束腰位置处用内含功率(或能量)定义的光束半径Wu。注：为了明确，束腰半径的标识要将符号及其适合的下标一起使用，即：wo，或woo。[ISO11145:2006，定义3.12.1]
束腰半径
wo[ISO]
beam waist radius
束腰位置处功率（或能量)密度分布函数的二阶矩定义的光束半径W。注：为了明确，束腰半径的标识要将符号及其适合的下标一起使用，即：wo，或w。[ISO11145：2006，定义3.12.2]2.1.55
束腰宽度
beam waist widths
束腰宽度
beamwaistwidths
dro,u,dyo,u[ISO]
在和y方向上，束腰位置处基于内含功率(或能量)定义的光束宽度da,u和dy,。注：为了明确，束腰宽度的标识要将符号及其适合的下标一起使用，即：dzo,,dyo，或dao,deyo。[IS011145：2006，定义3.13.1]2.1.55.2
束腰宽度
beamwaistwidths
daro,doyoISO]
在和y方向上，束腰位置处基于功率(或能量)密度分布函数二阶矩定义的光束宽度da和doy。
GB/T15313—2008
注：为了明确，束腰宽度的标识要将符号及其适合的下标一起使用，即：dro,，d,o.或daro，deyo。[ISO11145：2006，定义3.13.2]2.1.56
束腰分离beamwaistseparation
astigmaticwaistseparation
像散束腰分离
对于简单像散的光束，两个正交主面上的束腰位置在轴向的间距。[ISO15367-1:2003，3.3.4]
注：像散束腰分离量也称为像散差。『ISO11145：2006，定义3.14.172.1.56.2
相对像散束腰分离
relativeastigmaticwaistseparationAzr
像散束腰分离除以瑞利长度zRr和zRy的算术平均值。Azr
[ISO11145:2006，定义3.14.2]
光束宽度
beamwidths
光束宽度
beamwidths
dr,u,dy,u[ISO]
ZR+ZRy
（13）
分别在两个所选的相互正交且垂直于光束轴的工和>方向上，内含功率（或能量）占总功率（或能量)规定比例(u%)的最小宽度。
注1：所选方向由最小束宽及其正交方向确定。注2：对于圆形高斯光束，dz,95.4=d85.5注3：为了明确，光束宽度的标识要将符号及其适合的下标一起使用，即：ds,，dy,或da，doy。[ISO11145：2006，定义3.5.1]
光束宽度beamwidths
dad[ISO]
用功率(或能量)密度分布函数的二阶矩关系定义的光束宽度为：dα (z)= 40(z)
doy (z)= 40y(z)
式中在光束位置~处功率(或能量)密度分布函数E(t，y，z)的二阶矩为：(z)：
哆(z)
[(-)?E(,y,z)drdy
[E(r,y,z)drdy
[(y-)?E(,y,z)drdy
[E(t,y,z)drdy
（14）
·（15）
（16）
（17）
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