GB T 6360-1995 激光功率能量测试仪器规范.pdf

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1、,. UDC 681.2 535.231 N 33 f岳2一岳-晶11: ./、GB/T 6360 1995 器Specification for laser radiation power and energy rneasuring equiprnent - 乡巴1995-07二24发布1996-01-01 国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准激光功率能量测试仪器规范G8/T 6360一1995Speclrlcatlon for laser radiation power and energy measuring equlpment 代替GB6360-86 1 范围本标准规定了包括激光探

2、测器在内的各种应用于1nm至1mm波长范围的激光功率能量测试器件和设备的有关术语定义、检验项目、条件和方法，测量误差和仪器级别以及应满足的最低要求等.2 术语以下是供本标准使用的定义。2. 1 光学波段。pticalspectral range 电磁辐射的100nm至1mm之间的波长范围.2.2 激光辐射)la5er radiation 由受控受激发射而产生或放大的光学波段的电磁辐射。2.3 激光器la5er 主要通过受控受激发射过程而能产生或放大光学波段的电磁辐射器件.2.4 辐射能.lil:radiant energy 以辐射形式发射、传播或接收的能量。符号，Q单位z焦f耳J;J2.5辐照

3、量radiant exposure 照射到表面一点处的百元上的辐射能量dQ除以该面元的面积dA.符号，HH dQ 一-d互. ( 1 ) 在均匀辐照条件下，上式可简化为2Q-A FA FZ ( 2 ) 单位s焦耳JI米，, 11m 2.6 辐射功率(辐射遗址)radiant power (radiant f1ux) 以辐射形式发射、传播或接收的功率.符号zz但dt ( 3 ) 单位2瓦特J，w2. 7 辐照度irradiance 局1995-07-24批准1996-01-01实施1 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一GB/T 6360-1995 照射到表面一点处的面元上的辐射功率

4、d除以该百元的面积dA，符号，E ( 4 ) E d 一一- dA 在均匀辐照条件下，上式可简化为:( 5 ) -AA - E 单位:瓦特J/米2;W1m2 2.8 激光探测器laser detector 将辐射功率或能量转化成其他扯(通常为电学量)且一般不包括信号处理显示的分立器件。2.9 显示器(激光探测器用)indicator(for a laser detector) 以辐射单位显示探测器输出的器件。2.10 仪器(激光功率能量预d应用)instrument (for measuring laser power or energy) 激光探测器和显示器的整体组合。2.11 设备(激光功

5、率能量!l!d盐用)equipment (for measuring laser power or energy) 配有附加器件的激光功率能量测试仪器。2. 12 响应度(灵敏度)responsivity 探测器的输出量Y与其输入垃X之比。符号.s. ( 6 ) s= Y/X 2.13 光谱响应度(光谱灵敏度)spectral responsivity 探测器在A波长处的输出增!il:dYOl与其单色输入增量dX(，l)之比随波长的变化。符号，s(.) ( 7 ) s() = dY(，l)/dX(2. 14 相对光谱响应度(相对光i苦灵敏度)relative spectral responsi

6、vity 探测器在波长处的光谱灵敏度s(川与参考波长A。处的光谱灵敏度S(，)之比.符号:Sr从) ( 8 ) S,(,) = S(人)/S(，). ( 9 ) 2.15 响应时间常数response tlme constant 探测器接收一瞬时施加的稳恒辐照到其输出信号上升至稳定终值的(1-1/e)句0.63所需之时间。2.16 下降时间常数fa l1 time constant 从遮挡探测器接收面的光照到探测器输出信号下降至遮挡时的幅值的1/e之间的时间.2.17 非线性系数nonlinear coefficient 表述测试仪器输出与输入偏离正比的系数.K = (S/S, - 1) X

7、100% 式中，S一一任意大小的辐射茸的响应度，S，-一某一确定的相应辐射量的响应度。2.18零漂配rodrift 探测器(仪器)在规定时间内其光敏因不受激光或其他光辐射照射时的输出由仪器显示的变化。2.19 测延误差error of measurement 被测量的测定值与真值之差。2.20 测量不确定度uncertainty of measurement 表征被测量值以95%置信度处于真值范围的评定。2 GB/T 6360一19952.21 单项不确定度individual uncertaintes 在变主l:Xj固定不变的情况下，依赖于诸(非相关的)影响量x，(=1.2.3)的测量结果，

8、仅由不确定度xj所引起的不确定度句，可表示为22.22 相对不确定度relative uncertainty 测量不确定度除以被测量的真值。句，-乞-U32.23 方和根不确定度rt-sum-square uncertainty 单项不确定度的平方和的平方根.2.24 测量结果measurement result 对示值施行各项校正后的测定值.2.25 示值误差errQr of indication 测试仪器的标称值和真值之间的差。2.26 相对误差relative盯ror测量的绝对误差与被测量的真值之比。2.27 校准calibration 确定t蛙仪器示值误差(必要时也包括确定其他计量性能

9、)的工作。2.28 检定verification ( 10 ) 为评定t盘器具的汁量性能(准确度、稳定度、灵敏度)并确定其是否合格所进行的全部工作.2.29 工作茧程测量范围measurmg range 测试仪器在允许误差限内可测的盘值范围。2.30分辨率灵敏阂resolution 测试仪器示值可察觉变化所对应的被测功率能量的最小变化值.2.31 占空比dutycycle 激光源所产生的脉冲的持续时间与脉冲周期的比缸，或脉冲持续时间与脉冲重复频率的乘积。也称为脉冲占空系数.2.32 校准的光谱带宽calibration spectral bandwidth 在其他条件不变的情况下，光谱响应度变

10、化不大于校准1确定度的10%的波长间隔. 2.33 校准因子calibration factor 仪器示值除以探测器输入量之商.2.34 等待时间waltmg tlme 探测器接受面用恒定辐射功率开始照射至其示值使校准不确定度达到10%所需的时间。2.35 应用范围range of application 探测器、仪器或设备的所有参数在级别精度范围内，而探测器无过我危险，足以进行可靠测量的范国.3 技术要求所有激光功率能量测试探测器、仪器和设备均应校准，定期送检.在产品定型时，应通过本标准4.1 -4.12所规定的各项专门试验，并满足相应级别要求.出厂产品都应满足3. 10和3. 11两项技术

11、要求，其他可作抽样试验.3. 1 最低要求在采用本标准第4章所述检测方法和条件下，激光功率能量测试探测器、仪器和设备不得超过下述测量误差.当厂家指明测试器件由于应用范围有限，某些测量误差影响不大时，则可将其忽略(例如，在, 一一一一一一一一一一一一二一一一一一一一一一一一一二一一一一)一GB/T 6360-1995 测量仪器仅用于某一激光波长时，其灵敏度与波长的依赖关系如果检测l用于仪器和设备而不是探测器，则灵敏度应当代之以校准因子。3- 1. 1 响应度随时间的变化土5%，3- 1.2 探测器按收表面响应度的不均匀性3. 1. 3响应度在辐照时的变化士2%，3. 1-4响应度随混度的变化士5

12、%，士5%，3-1-5响应度随非偏振入射角的变化士2%，3- 1. 6 响应度随辐射功率或能量的变化非线性)3-1.7响应度随波长的变化士5%，士5%，3. 1. 8 响应度在线偏振辐射情况下随偏振的变化士2%，3. 1. 9重复脉冲辆射的平均功率测结误差士5%，3. 1-10字深+5% , 3. 1. 11校准不确定度士10% 3- 2 探测器、仪器或设备准确级别规格的其他要求在探拥m、仪器或设备按下述准确级别分类时.3.1.1-3.1.11条所列的各种误差源均要加以考虑。若厂家指明测试器件由于应用范围有限，某些测量误差无关紧要则可忽略。如果由用户借助表、图或函数式来修正灵敏度所受的各种温度

13、、非线性或波长影响，以扩展级别精度，就应添加字母L标记.激光功t-i1m盘测试仪器按其!tl茧的不确定度分为以下五个级别。3- 2. 1 20级符合3.1节所列最低技术指标要求的探测器、仪器和设备属于20级.3.2.210级各单项相对不确定度的绝对值之和不超过20%.方和根不确定度不超过8%。3. 2. 3 5级各单rm相对不确定度的绝对位之和不超过10%.方和根不确定度不超过4%。3- 2.4 2级各单项相对不确定度的绝对值之和不超过4%.方和恨不确定度不超过1.6% 3- 2. 5 . 1级各单项相对不确定度的绝对值之和不超过2%.方和根不确定度不超过0.8% 3- 3 校准探测器、仪器或

14、设备应当至少在一个波长为的单色辐射或一个具有以为中心的光谱带宽的多色辐射下进行校准。3- 4 过我探测器、仪器或设备按本标准4.12条做完过我检测后，也应当达到最低要求并符合相应级别的要求。J5 自检功能5级、2级和1级的探测器、仪器或设备要配有用户能检查测试仪器固有性能的手段.如吸收体的电加热器、辅助辐射源。它应能确定出名义示值的约为该类最大允许不确定度一半的相对偏差.4 检测若检测用于仪器或设备而不是探测器，则用校1ft因子代替灵敏度。4. 1 响应度随时间的变化4. 1. 1 连续负我后的变化4 一一一一一一一一一一一G8/T 6360-1995 用最多100%至少80%的最大允许辐照度

15、，对中照射探测器表面(若辐照覆盖的探测器表面小子80% ，则要附加进行整个探测器表面均匀性的检测)后，测量响应度的不可逆相对变化3a)对连续激光功率和重复脉冲激光平均功率测量用的探测器，采用仅在探测器工作波段发射的连续激光器或其他连续辐射源，照射时间为100儿b)对脉冲激光能量测量用的探测器，采用10个激光脉冲.两个脉冲之间的间隔时间不小于探测器的下降时间常数.(最大允许的辐照度与检测激光的脉冲持续时间有关.)4. 1.2 贮存后的变化探测器在温度(40土2)(;和相对湿度至少95%环境贮存10天后，测量响应度的相对变化。4.2 响应度的空间变化(非均匀性使用恒定的光束依次照射探测器的接收面的

16、每一部分，泪IJ垃探测器输出的最大相对变化。光束直径(在l/e峰值处测出)须为探测器接收面直径或对角线的1/10，但不小于1mm或20倍校准所用电磁辐射的波民.4.3 响应度在照射期间的变化连续激光用的探测器是用允许的最大辐射功率，脉冲激光能量测最用的探测器则用允许的最大脉冲能量，以四倍于探测器下降时间常数的问隔时间，在稳定的辐照度下，照射1h.测量探测器响应度在照射期间的可逆相对变化.如果厂家规定有限工作时间.贝u检测应在两倍规定时间进行.4.4 响应度随温度的变化应在环挠温度。至40(;下，测茧探测器响应度可逆性相对变化.应等候被测仪器与环统之间达到热平衡，然后进行测试-4.5 响应度随非

17、偏振辐射的入射角的变化采用非偏振的光辐射，测量响应度在规定的辐射方向5圆锥度内的最大相对变化.若探测器配有可使待现l辐射偏离规定辐照方向小于5的调整手段，则应检查响应度的相对变化是否在规定的调整不确定度内.4.6 响应度随辐射功率或能量的变化(非线性)应在厂家规定的辐射功率或能量应用范围内.测量响应度与额定值的最大相对偏差.在测盐时，必须保持光束空间分布和直径不变。者仪器配有可修正非线性的自校准手段，或厂家提供表征探测器输出与辐射功率(辐射能量关系的非线性修正曲线、函数或表格，则应测量其剩余的误差。4. 7 响应度随波长的变化应在规定的波长范围内汩u盐相对光谱响应度的变化.如果厂家以校准曲线、

18、表格或因数关系的形式给出光谱响应度.则需要测量实际光谱响应度与规定的光谱响应度之间的最大相对偏差.4.8 响应度随偏振辐射的入射角的变化应在不同偏振面的线偏振额定辐照方向附近的5圆锥度内(或由调准误差确定的锥内h测量响应度随入射方向的最大相对变化.4.9 平均功率响应度随脉冲频率和占空比的变化应当在规定的脉冲激光重复率和占空比的范围内，测量脉冲激光与连续激光下的响应度的龄大相对偏差。测量时，辐射功率取算术平均值.4.10零漂在温度变化率(5土0.5)K/h和空气流速至少1m/s的条件下，仪器预热10min以后，观测其在一个小时相对于该量程最大示值的相对零漂。若厂家有零漂的修正方法则要确定修正后

19、的残差。若厂家提供的操作说明书硬性规定温度梯度和气流速度的限制时，则在其限制条件下进行溃iJlit，4. 11 校准或检定5 L GB/T 6360-1995 在厂家的指定波长，用激光功率能茧标准校准送检的探测器、仪器或设备。应当参照现行的激光功率能量汁国家检定规程规定的具体方法和步骤实施校准或检定.要集中照射探测器50%表面，辐照度不得低于最大值的63%。在估计校准的不确定度时，应当全面考虑本标准第3章所述的各种误差影响因素。可用孔径光栏裁取一高wr光束来实现上述辐照条件.4.12过载过我检测是将整个探测器表面曝5存在辐照下进行a)对于测fil:激光功率的探测器，在两倍最大允许辐照度下，持续

20、照射10min，或者10个响应时间常数的时间gb)对于测量激光能垃的探测器，用两倍最大允许脉冲辐照盘(能量)下，照射10个脉冲，每两个脉冲之间的时间间隔约为探测器的1个下降时间常数.5 探测器所使用的激光器或其他辐射源的波长应在厂家规定的波长范围内。对于大巾功率计和能盐计，超载幅度和照射时间及次数可适当缩减。仪器说明书每台激光测试用的探测器、仪器或设备，均应配带有相应的说明书，至少包含下列一些特征数据和详细内容25. 1 特征数据应当分别指出探测器或测试仪器的下列特征数据2一一工作波长范围;一一校准光imF宽(光i吉平坦性), 一一探测器的有效光敏面积或限制光栏，一一响应度(非宜诙式仪器)或校

21、准因子，给出校准时的测量条件s一一响应时间常数和下降时间常数，一一功率l，t程能址挝程)和分辨率;一一等待时间(仅用于连续激光探测器), 一-i四I)i，HR差和等级，包括3.). 1 3. ). 11所述的各项测量不确定度g一一修正表、修正曲线或修正公式$一一探测器应用的条件和影响。例如，如果某些环境(振动、电场、磁场对探测器测量有影响.也应说明，并提出要求，指出其可能产生的误差.当这些参数在应用中可能受到限制.贝u应当在操作说明书中交待(例如在某些情况下可能需要修正响应度或校准因子随波长的变化，如果探测器、仪器或设备要用于同时发射几种波长苦线)的激光器，则应指出只有各发射谱线都处于-4ti

22、苦带宽内才可使用)0 5.2 注意非项5. 2. 1 段大可允许的垃限a)对连续激光用的探测器、仪器或设备，应指出最大可允许的辐照度和辐射功率值g的对脉冲激光用的探测器、仪器或设备.应给出最大可允许的辐照度、辐照量和脉冲能量随脉冲持续时间变化的图表或公式。此外，最大可允许的脉冲重复率也应说明.如果最大可允许的辆射能盐和辐射功率与某些参数有关例如波长、脉宽贝IJ应在厂家的使用说明书上诈加说明，并在标牌上注明.5. 2. 2 损伤应当范围。6 用者注意保护探测器，防止由于过载等原因而受损伤，并指出探测器响应度变化的合理GB/T 6360-1995 5.2.3 激光危害J!i.根据激光安全防护标准指

23、出探测器反射的辐射对人和物有害的区域。5.3 使用调试详细说明探测器、仪器或设备的使用和操作步骤，包括如何使探测器定位及其对准激光束调试等.5.4维护应指出为确保探测器、仪器或设备的级别所必须的存放温度、相对湿度等在内的维护措施.E 标牌探测器、仪器或设备应贴有识别标牌，牌上至少要有以下内容z一一厂家，一一序号，生产日期，一一精度级别，一一最大额定辐照度.W/mm或最大额定辐照茧.J/mm, 一一工作波长范围。附加说明g本标准由国家技术监督局提出.本标准由中国计量科学研究院负责起草.本标准主要起草人徐大刚、毛世华、马冲.7 _j 中华人民共和国国家标准激光功率能量和l试仪器规范GB/T 6360-1995 中国标准出版社出版北京复兴门外三里河北街16号邮政编码，100045 电话，8522112 巾国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印 开本880XI2301/16 印张3/4字数13千字1996年2月第一版1996年2月第一次印刷印数1-1500 陪标日281-08