【电子行业标准(SJ)】 气体激光器发散角的测试方法

中华人民共和国第四机械工业部部标准气体激光器发散角的测试方法
本标准适用于气体激光器的基横模，光强以高斯分布的激光束发散角的测试。测试发散角的测试条件应符合SJ1871一81《气体激光器的测试条件》。1定义
激光器的远场发散角为：
式中：r(s)）
SJ1879-81
离激光器s毫米处的激光束的光斑半径即光斑中光强下降到中心光强e？分之一的光环的半径，以mm计。
另外由谐振腔理论计算得到：
(1-)(2-)(r+2-1)1
(r+r2-21)2
式中：To—光束腰处的光斑半径，单位mm；rl,r2----
一谐振腔两端反射镜的曲率半径，单位mm；1谐振腔的腔长，单位mm；
入一一激光波长，单位mm。
2测试方法（I）—一针孔扫描法注：此方法与横模鉴别方法类似。2.1测试原理
在实际测试过程中，可以测出距离激光器s处的光斑半径r：，则发散角就是：9=
式中>
这个数值可用理论公式估计出来。原理图，如图1。
中华人民共和国第四机械工业部1981-11-23发布(mrad)
1982-06-01实施
2.3测试步骤
SJ187981
G一气体激光器：1一针孔光电接收器（可沿光束垂直方向一维自动扫描），2一阻抗变换器，3一自动记录仪：4一可调节的反射镜，5一激光器电源
2.3.1按原理图（见图1）组成测试系统，使针孔探测器的接收面和激光器的输出端处在同一平面上，放置反射镜在距该面s／2处（光束在镜面上的人射角小于5°）。2.3.2
加高压使被测管着火，对激光器进行预热。2.3.3
调节反射镜使反射回去的激光束正入射到探测器的针孔上（调整好测试装置）。2.3.4
2所示。
同时开启针孔探测器扫描装置和测试系统，即可将s处的光斑的光强分布记录下来。如图0.1357.免费标准bzxz.net
2.3.5在记录曲线上光斑中心光强为「。，找到光强下降到1/e2，I。时的横坐标值r，，则光斑半径：
其中：一自动记录仪的走纸速度，SJ1879-81
V—针孔光电探测器的扫描速度。然后利用下式计算发散角：
2.4对测试系统的特殊要求
2.4.1针孔扫描系统要稳定可靠，扫描速度均匀。2.4.2针孔的直径中0.2~0.4mm。2.5主要误差来源
2.5.1测试系统不稳定引起的误差。2.5.2扫描速度不稳定引起的误差。2.5.3激光束没有正入射在针孔上引起的误差。3测试方法（Ⅱ）
3.1测试原理
一圆孔法
(mrad)
激光束通过一个半径为r。的圆孔光栏，用功率计测出透过的光强P。，然后去掉圆孔光栏测得的光强P。，则激光束在圆孔光栏处的光斑半径为：rs =ra
(mm）
在近场，圆孔光栏尽量接近光束腰部，此法可测得腰部光斑半径ro，然后由：=
计算光束发散角。
在远场，圆孔光栏放在s处（s>
3.2原理图，如图3。
mm），测得s处的光斑半径r，（mm），则光束发散x103
(mrad)
G气体激光器，1一激光电源，2一圆孔光栏（圆孔的半径已知）；3激光功率计，4遮光板
3.3测试步骤
SJ1879—81
3.3.1加高压使被测激光器的激光管着火，对激光器进行预热，并接通激光功率计的电源。3.3.2在激光器与功率计之间放个适当孔径的圆孔光栏和-个遮光板，并根据遮光板上的小孔衍射花样，将圆孔的中心调整到与激光束的轴线重合。3.3.3拿开遮光板读取激光功率值Pa，紧接着再将小孔拿开，再读取功率值Po。3.3.4算出圆孔处的光斑半径及其发散角：rg=r
3.4主要误差来源
3.4.1激光器功率不稳定引起的误差。3.4.2功率计的读数误差。
3.4.3圆孔的孔径选择不恰当引起的误差。3.5对测试条件的特殊要求
(mm）
(mrad)
3.5.1要有一系列半径已知的圆孔光栏（精度不低于1.0%），3.5.2圆孔光栏要放在两维的调节架上。4
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