【机械行业标准(JB)】 YAG 脉冲激光器 主要参数测试方法

中华人民共和国机械行业标准
YAG脉冲激光器主要参数测试方法主题内容与适用范围
本标准规定了YAG脉冲激光器主要参数的测试方法。JB /T 6250.2-92
本标准适用于重复频率小于10Hz，脉冲宽度不小于10ns的YM型YAG脉冲激光器，YMB型YAG脉冲激光器，YMDT型YAG脉冲激光器，YMT型YAG脉冲激光器（以下简称激光器）。引用标准
ZBL48003·氮分子激光器主要参数测试方法ZBY333铝石榴石激光器参数系列ZBY334亿铝石榴石激光器电源参数系列3术语
3.1单脉冲能量
激光器次发射单个脉冲所输出的光能量。3-2激光脉冲宽度
激光脉冲峰值1／2处的时间间隔。3-3平均功率
在一定重复频率下，激光脉冲的平均能量和脉冲重复周期之比。3.4重复频率
在1s内输出的激光脉冲数目。
3-5.脉冲能量稳定度
在规定时间内激光器输出脉冲能量随时间波动的程度。S= (8 /E)×100% --
式中：S-能量稳定度，%；
E—测量时间内激光器输出光能量的平均值，J；—测量值的标准偏差，J。
式中：n---测量次数
2(E,-E)2 /n -1) V2
E第i次的能量测量值，J；
E-n次测量后能量的平均值，J。3-6光束直径
在光束横截面内光强为峰值光强的1e?处的光斑直径。3.7发散度
激光光束经过一段传输距离之后光斑尺寸的增量与传输距离之比。机械电子工业部1992-05—27批准小牛标准保姆，
1993-04-01实施
式中：——发散度；
JB /T 6250.2-92
=2d0z)/dz）
Z-—激光束腰至测量点的距离；（2）
α（z）—激光束腰至测量点的距离Z处的光斑半径，为方便起见实际采用透镜焦面法测试发散度用下列公式计算
式中：发散度，mrad;
f-聚焦透镜焦距，m；
使全光束能量的85%通过时的光栏孔径，mm。3.8转换效率
激光器输出的激光能量与储能电容器所储存的能量之比。n=(E/E:)×100%.
式中：n激光器转换效率，%；
Eo-—激光器输出的激光能量，J；E;激光器的储能电容器所储存的能量，J。39动态输出
具有Q开关的激光器的脉冲输出。3-10静态输出
激光器在不加Q开关时或Q开关不工作而存在插人损耗时的脉冲输出。测试条件
41激光器和测试仪器供电电压波动应不大于1%。4.2测量使用的功率计和能量计不确定度应不超出土10%。43整个测试系统应不受明显振动、气流、烟尘和杂散光的影响。4.4，测试环境温度范围5~35℃。4.5测试环境湿度范围，相对湿度不大于80%。46冷却水温为18±2℃。
各项激光参数均应在激光器开动预热后测量（预热时间自定）。单脉冲能量的测试
5.1测试装置
单脉冲能量测试装置如图1所示。激光器
图1单脉冲试装置
5.2测试步骤
能量计
能量计
指示器
（4）
a.调试激光器产生激光脉冲（静态输出或动态输出），调整激光束垂直射人能量计探头接收面中央；
b.使用取样控制板，使激光器一次发射出的能量入射到能量计探头接收面上，从能量指示器读出输2
出能量；
JB /T 6250.2-92
C.重复测量10次，每次测量间隔不得小于能量计回零时间；d.计算10个测量值的算术平均值。激光脉冲宽度的测试
测试装置
脉冲宽度的测试装置如图2所示。激光器
分光片
图2激光脉冲宽度测试装置
分光片
能量计
接收器
能量计
指示器www.bzxz.net
示波器
接收器一般选用上升时间不大于1nS的光电管。示波器一般选用频宽大于100MHz的存储示波器。6·2测试步骤
a.调试激光器产生激光脉冲；
b.调整光路和示波器，并使光电管工作在线性区内，观察脉冲宽度波形，同时测出对应的输出能量（考虑分束比）；
C.取脉冲波形峰值一半处两点时间间隔为在该输出能量下的脉冲宽度。7脉冲能量稳定度的测试
7.1测试装置与图1单脉冲能量测试装置相同。7.2测试步骤
a.使用单脉冲能量测试方法测出激光器输出能量值，至少测20次；b.计算所测能量值的标准偏差6；C.计算所测能量值的算术平均值E；d、根据公式（1）计算能量稳定度。发散度的测试
81测试装置
发散度测试装置如图3所示：
激光器
8.2测试步骤；
a·按图3组成测试系统；
会聚透镜
园孔光栏
图3发散度测试装置
能量计
能量计
指示器
JB /T 6250.2-92
b置可变光栏于透镜焦平面处；
C根据遮光板上小孔衍射花样，将光栏圆孔中心调到与激光束光轴重合；d开大光栏使光束全部通过按5.2测输出能量E能量计探头放在光栏后适当位置，使光束全部被接收，而且不损伤接收面；
e.改变光栏孔径，使能量计测得的能量E=0-86Em并测出此时孔径d；f.按公式（3）8=d/f计算发散度。.
重复频率的测试
9.1测试装置
重复频率的测试装置如图4所示。激光器
9.2测试步骤
漫射衰减片
热释电
探测器
图4重复频率的测试装置
示波器
a.调试激光器产生激光脉冲；
b调节可变衰减片和示波器的灵敏度、扫描速度，使在示波器屏上出现二个脉冲波形；c．根据示波器屏上的二个脉冲间隔T确定重复频率f=1／T。转换效率的测试
101测试装置
转换效率的测试装置如图5所示。激光器
102测试步骤
高压表，
能量计
图5转换效率测试装置
a使用万用电桥测出储能电容的电容量Cs:能量计
指示器
b使用静电高压表测出充电电压U（U应为每个输出能量值所对应的充电电压值的平均值）；根据E;=1/2C.U计算出储能电容器所储存的电能E；C
d、根据公式（4）计算转换效率n，其中E按42节方法测出。附加说明：
本标准由北京光电技术研究所提出并归口。本标准由北京光电技术研究所负责起草。本标准起草人：俞元准。
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