【电子行业标准(SJ)】 气体激光器参数测试方法

中华人民共和国电子行业军用标准FL5860
SJ20762—1999
气体激光器参数测试方法
Measurementmethods for
parameters of gas lasers
1999-11-10发布
1999-12-01实施
中华人民共和国信息产业部批准1范围
2引用文件
3定义
4般要求
5详细要求
方法101
方法102
方法103
方法104
方法105
方法106
方法107
方法108
方法109
方法110
方法111
方法112
方法113
起辉[着火]电压的测试
最佳T作电流的测试
工作电压[管压降]的测试
输出功率的测试
输出功率的测试（适合大功率）辙出功率不稳定度的测试
光东方向偏移的測试四象限探测器法光束方向偏移的测试感光法
横模的测试小孔扫描法
横模的测试扫频干涉仪法（仲裁法）横模的测试感光法（适合大功率）单模光束直径和发散角的测试小孔扫描法.光束衰径和发散角的测试圆孔法方法114
光束直径和发散角的测试长焦距一圆孔法方法115
方法 116
方法201
方法202
方法203
光束直径和发散角的测试双圆孔法偏振度的测试
最佳工作电压的测试
脉冲宽度的测试
脉冲重复频率的测试
脉冲能量的测试
方法204此内容来自标准下载网
方法205
方法206
输出脉冲能量不稳定度测试
脉冲峰值功率的测试
重复脉冲峰值功率平均值的测试·…方法207
方法301
方法302
激光波长的测试
激光器效率的试一
方法303
激光器预热时间的测试
KAoNrKAca
1范围
中华人民共和国电子行业军用标准气体激光器参数测试方法
Measurement methods for parameters of gas Iasers1.1主题内容
本标准规定了气体激光器的光电参数的测试方法。1.2适用范围
SJ 20762-1999
本标准适用丁各类气体激光器的光电参数的测试，其他种类激光器的光参数的测试亦可参照使用。
1.3应用指南
1.3.1本标准为各类气体激光器（以下可简称激光器）的光电参数提供统的测试方法，以确定激光器在一定条件下的实际工作能力，标雅中有时为一个参数提出二种以上的测试方法，可根据具体情况选择使用。1.3.2本标准是制定激光器总规范或产品详细规范（以下简称详细规范）或其它技术文件中规定的激光器光电参数的测试依据。2引用文件
GB7247--1995激光产品的辐射安全、设备分类、要求和用户指南3定义
3.1激光器laser
以受控受激发射为基础的光学范围内的电磁幅射发生器。3.2气体激光器gaslaser
工作物质为气态的激光器。
3.3连续波激光器continuouswavelaser[Cw laser]激光输出为连续的而不是脉冲的激光器。连续输出周期人于0.25s的激光器称连续波激光器。
3.4脉冲激光器pulsed laser
以单脉冲或脉冲串形式释放能鼠，且脉冲持续时间不大丁0.25 s 的邀光器，一个脉冲串近似着作心个单脉冲。
3.5重复脉冲激光器repetitivelypulsed laser能产生一系列的等时间间辐的多脉冲辐射能量的激光器。3.6工作电流operatingcurrents中华人民共和国信息产业部1999-11-10发布1999-12-01实施
SJ20762—1999
激光器工作时，激光器电源的工作电流。3.7激光器电源laserpowersupply用以激励激光器工作物质丽特制的电源。象市网电源或电池这一类，不可以认为是激光器电源。
3.81作条件operating conditions激光器工作条件是指激光器的工作模式、工作波长和需要的冷却条件等。3.9横模transversemode
激光器光学谐振腔内，垂直电磁波传播方向横截面上的光束能量（功率）密度的本征分布状态。若分布状态是离开光束轴线距离的高斯函数，则称为基横模（最低阶横模），俗称单模，以TEMo表示；除此外，均称高阶横模，通称多模。3.10光束（高斯光束）直径beam（Gaussionbeam）diametera，在光束的任一-横截面上，由功率或能量密度下降到中央峰值的1/e处的所有点构成的圆的直径。
b，在高斯光束任一横截面上所含总光束能量（或功率）的86%的圆的直径。3. 11束腰 beam waist
激光束横截面上的最小直径处。束腰直径由谐振腔的两反射镜间距离及其曲率半径和激光波长确定：束腰位置由谐振腔两镜的曲率半径P、P,和腔长1确定。如：平凹腔腰位在平面镜处：双凹腔腰位，当p=P时，在腔长（1）中点处，当p±p,时，则腰位距凹镜1的距离：
P+p-21
式中：Pi、P2、1单位均为 mra。3.12效率 efficiency
激光器的效率为光电转换效率、即为激光器输出的激光功率（或激光能量）与由激光器电源输入的电功率（或能量）的比值。3.13激光器预热时间Jaserwarm-uptime激光器从着火时刻起，在给定的工作电流下，达到详细规范所规定的参数指标时，所需的时间间隔称为激光器的预热时间。4般要求
4.1测试条件
4.1.1测试环境
4.1.1.1除非另有规定，测试应在以下正常的大气条件下进行。a，温度：15~35℃；
b相对湿度：45%～75%：
c，气压：86～106 kPa.
4.1.1.2整个测试系统应处于无明显的振动、气流、烟尘和杂散辐射影响的环境中，不得有影响测试结果的干扰。
4.1.2测试仪器设备
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测试仪器设备应稳定可靠，应按其规范要求工作。4. 1.2. 1
4.1.2.2测试所用的激光功率计，能量计应在5级以上，其它指针式仪表不低于1.5级。4.1.2.3测试所用的仪器仪表应定期经计量部门检定，并在有效期内使用。4.1.2.4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，但不应该影啊测试精度。
4.1.3安全防护
测试激光器参数时的安全防护应符合GB7247第3章用户指南中的有关规定。4.2被测激光器
除非另有规定，被测激光器应在详组规范和本标准规定的工作程序和工作条件下工作，并待稳定工作之后测量各有关参数。5详细要求
5.1激光器参数测试条件见4.1条5.2被测激光器应符合4.2条的规定。5.3激光器-一般参数测试方法编号为100系列。5.4激光器脉冲参数测试方法编号为200系列。5.5激光器其他参数测试方法编号为300系列。3
1目的　
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方法101起辉［着火]电压的测试当激光器的放电管起辉着火吋，测蝇加在二电极之间的电压。2测试系统图
测试系统图见图101。
1一电压可以连续调节的激光器电源：2—直流电流表：3—高压电压表：4一激光器放电管图101
注：在测量时允许在放电管阳极端加镇流电阻。3测试程序
3.1接通电源，使放电管二电极之间的电压从0V起缓慢增加，直至放电管着火，从电压表上读出在著火瞬间的电压值，即为着火电压。3.2重复测量五次，取其平均值。4主要误差来源
4.1着火前激光管内气体初始状态的差异。4.2调节电源电压的快慢。
4.3电压表的精度和读数误差。
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1目的
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方法102最佳工作电流的测试
测量激光器在输出最大率时的电流值。2测试系统图
测试系统图见图102。
1—电压可以连续调节的激光器电源：2--直流电流表；3--激光功率计；4—激光器图102
3测试程序
3.1按详细规范的规定对激光器进行预热。3.2调工作电流使激光器的输出功率最大，此时从电流表上读取的电流值即为最佳工作电流。重复测五次，取平均值。4主要误差来源
4.1电流表的精度和读数误差。
4.2激光器输出功率的不稳定。
4.3激光功率计响应速度不快引起的误差-s-
SJ20762--1999
方法103工作电压［管压降]的測试激光器在给定的工作电流下，测量放电管二电极之间的电位差2测试系统图
测试系统图图103。
1—电压可以连续调节的激光器电源：2—直流电流表：3—高压电压表：4-激光器：5—激光功率计图103
3测试程序
3.1按详细规范的规定对激光器进行预热。3.2在给定的工作电流下，从电压表上读取电压值。重复测五次，取平均值。4主要误差来源
4.1工作电流的测量误差。
4.2电压表的精度和读数误差。
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1目的
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方法104输出功率的测试
在规定工作条件下，测量激光器在给定工作电流时在输出端所输出的激光功率。2测试框图
测试框图见图104。
1一激光器电源；2-激光器；3—激光功率计图104
3测试程序
3.1按详细规范的规定对激光器进行预热。3.2激光功率计的接收器和激光器输出端之间的距离不得小于10cm：并应保证激光束全部射入接收器内。
3.3确认激光器工作在规定的模式下，将电流调至给定的工作电流，用功率计测出激光器的输出功率，每隔一定时间（大于探测器回零时间）测一次，共测5次，取平均值。4主要误差来源
4.1功率计的精度以及对它的读数误差。4.2非激光辐射的影响。
1自的　
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方法105输出功率的测试（适合大功率）在规定工作条件下，测量激光器在给定工作电流时在输出端所输出的激光功率。2测试框图
测试框图见图105。
1一激光器稳流电源，2一激光器：3—光闸：4—襄减器（需要时）：5—窄带滤光片（必要时）：6激光功率计图105
3测试程序
3.1按详细规范的规定对激光器进行预热。3.2将激光功率计探头对准激光器的输出光束，并使其全部被接收。3.3接通激光功率计电源，选用合适最程，并校准其签点。3.4每隔一定时间（如3min）读一次功率计的读数（每次测量前必须确认仪器返回初始状态），共测n（n>10）次。按下式计算输出功率：Pa
fsfz h司
式中：Pout 输出功率，W;
,- 衰减器透射比，%;
z窄带滤光片透射比，%;
n 测量次数
Pauti第i次测得的输出功率值，W。4主要误差来源
4.1激光功率计使用方法不当。
4.2仪器读数误差。
4.3衰减器和窄带滤光片带来的误差，5特殊要求
在详细规范中应规定：
a激光功率计的精度：
b．衰减器、窄带滤光片的允许误差；c．其它。
HKAONrKAca
(105—1)
1目的
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方法106输出功率不稳定度的测试在规定时间范内，测斑激光器输出功率随时间波动（小于1Hz）的特性。2测试框图
测试框图见图106.
1一激光器稳流电源：2一激光器：3--衰减器：4一光电探测器：5-阻抗变换线性放大器；6-记录仪器图106
3测试程序
3.1按详细规范的规定对激光器进行预热，3.2将光电探测器对准激光束，并接通记录仪器。将记录仪器调至适当的灵敏度和采样[记录速度。
3.3开启整个测试系统，在规定时间范囤（不小于1h）内进行采样[记录]。在采样[记录1曲线上按等时间间陷取n(n≥5)个数值，求平均值。pa
式中：P -记录曲线上第i个读数，W。3.4在采样[记录1曲线上，查出其中最大值P.和最小值P.AP = Prmax - Pmin
3.5按下列任何一式求出规定时间范围内的避光器输出功率的不稳定度：s
Z(R-P)
式中，S，—输出功率不稳定度的标准差，%：P，P—见式(106--1)。
式中：S，—输出功率不稳定度，%p-
—见式（106—1)。
4p — 见式(106—2).
注，在标明输出功率不稳定时，必须给出时间范围，(106--1)
(106—2)
(106—3)
(106—-4)
4主要误差来源
SJ 20762—1999
4.1光电探测器响应速度不快、温度漂移等。4.2光衰减器不稳定。
4.3记录仪器的采样[记录误差。4.4测试系统机械装置搭置不当。4.5环境温度起伏、气流和杂散光等影响。5特殊要求
5.1光电探测器对所接受波长的光要有高的灵敏度和足够快的时间响应，并在规定的功率密度下使用，没有饱和现象。5.2测试系统在测量功率范鼠内要求线性，5.3保证记录仪器的足够精度。
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