GB T 27665-2011 掺钕钇铝石榴石激光棒激光性能测量方法.pdf

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1、ICS 31. 260 L 51 道国中华人民圭七-、和国国家标准GB/T 27665-20门代替GB/T11297. 4-1989 ,GB/T 11297.5-1989 掺敏先铝石榴石激光棒激光性能测量方法Test methods for lasing capability of Nd: YAG laser rods 2011-12-30发布数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会2012-05-01实施发布中华人民共和国国家标准掺敏告Z铝石榴石激光棒激光性能测量方法GB/T 27665-2011 当&中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(1000

2、13)北京市西城区三里河北街16号(10004日网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 开本880X 1230 1/16 印张0.5字数9千字2012年4月第一版2012年4月第一次印刷4峰书号:155066. 1-14846定价14.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107GB/T 27665-2011 前言本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准代替GB/T11297.4-1989(掺敏缸铝石榴石激光棒长脉

3、冲激光阔值及斜率效率的测量方法和GB/T11297. 5一1989(掺敏缸铝石榴石激光棒连续激光闰值、斜率效率和输出功率的测量方法。与GB/T11297.4-1989相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下:一-一增加了被测物质z玻璃及陶瓷激光棒(见第1章h一一一增加了测量环境、被测激光棒的加工技术要求和安全防护要求(见第4章); 一一删除了测量装置中的内调焦望远镜(见1989年版的图1);一增加了测量系统中的氮氛激光器、激光电源和冷却系统(见6.1); 一一修改了测量条件(见6.2.2，1989年版的第3章h一一修改了测量步骤(见第7章，1989年版的第4章); 一一删除了测量精度(见1989

4、年版的第5章)。与GB/T11297.5-1989相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下:增加了被测物质:玻璃及陶瓷激光棒(见第1章); 一一增加了测量环境、被测激光棒的加工技术要求和安全防护要求(见第4章); 一删除了测量装置中的红外变像管(见1989年版的图1);一一-增加了测量系统中的激光电源和冷却系统(见6.1); 一一修改了测量条件(见6.2.1，1989年版的第3章h删除了测量前的校准(见1989年版的第4章h修改了测量步骤(见第7章，1989年版的第5章); 删除测量精度(见1989年版的第6章)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标

5、准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会(SAC/TC284)归口。本标准起草单位:中国电子科技集团公司第十一研究所、北京奥依特科技有限责任公司、北京光电技术研究所。本标准主要起草人:仇瑛、朱建慧、卢永红。GB/T 11297. 4和GB/T11297. 5于1989年首次发布。I GB/T 27665-20门掺铁专Z铝石榴石激光棒激光性能测量方法1 范围本标准规定了在波长1064 nm的标准激光腔内测量掺铁缸铝石榴石CNd:Y3Als 012，简称Nd:YAG)激光棒的激光性能的方法。本标准适用于测量Nd:YAG晶体，掺敏玻璃及陶坚激光棒也可参照使用。2

6、规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 1185 光学零件表面疵病GB 7247.1 激光产品的安全第1部分:设备分类、要求和用户指南GB/T 11293 固体激光材料名词术语3 术语和定义GB/T 11293界定的术语和定义适用于本文件。4 要求4. 1 测量环境除非另有规定，测量应在以下条件下进行za) 环境温度:18.C28 .C; b) 相对湿度:45%70%; c) 气压:86kPa1)6 kPa; d) 测量系统应处于元明显的振动、气流和烟尘的

7、环境中，不得有影响测量结果的干扰。4.2 被测激光棒的加工技术要求除特殊要求外，激光棒应满足以下要求:a) 两端面平行度应优于或等于10飞b) 端面对棒轴垂直度应优于或等于5; c) 端面表面疵病应符合GB/T1185的规定，具体要求为:BjO. 8Do X O. 05、C1X 0.01、PO.l(Do为激光棒直径，单位为mm);d) 端面平面度在全口径90%直径范围内应优于或等于)，/10，以为632.8nm); e) 激光晶体两端面镀增透膜，在波长为1064 nm处的剩余反射率均不大于0.2%。4.3 参数要求本标准规定的激光性能参数主要指激光阔值和斜率效率。1 GB/T 27665-20

8、11 4.4 安全防护测量时应按GB7247. 1的要求采取安全防护措施。5 测量原理5. 1 连续激光阁值及斜率效率测量原理采用平面一平面谐振腔测量Nd:YAG激光棒连续泵浦输入功率和输出功率的特性曲线。在直角坐标系中以输入功率为横轴，输出功率为纵轴作出此特性曲线。特性曲线的延长线与输人功率轴上的交点截距即该棒的连续激光阔值，特性曲线直线部分的斜率即棒的斜率效率。5.2 脉冲激光阁值及斜率效率测量原理采用单脉冲平面一平面谐振腔测量Nd:YAG激光棒泵浦输入能量和输出能量的特性曲线。在直角坐标系中以输入能量为横轴，输出能量为纵轴作出此特性曲线。特性曲线直线部分的延长线与输入能量轴上的交点截距即

9、该棒的脉冲激光阁值，特性曲线直线部分的斜率即棒的斜率效率。6 测量装置6. 1 测量系统激光阔值及斜率效率测量系统由下列元器件组成:激光电源、氮氛激光器、泵浦灯、激光棒、聚光腔、全反镜、输出镜、功率计或能量计、冷却系统。测量系统组成见图1。2 说明21一一-冷却系统;2激光电源z3一一氮氛激光器34 全反镜;5一一聚光腔56一一激光棒37一一泵浦灯;8一-输出镜z9一一功率计(能量计。2 图1测量系统组成图GB/T 27665-2011 6.2 测量装置要求6.2. 1 连续激光阔值及斜率效率测量装置应满足以下要求=a) 冷却系统采用压缩机制冷，冷却水温度为20.C土2.C; b) 连续激光电

10、源，输出功率1000 W4 500 W，应能连续可调，并有电压及电流显示表zc) 采用平面一平面腔，全反镜距离激光棒端面200mm，输出镜距离激光棒端面200mm，全反镜对波长1064 nm的光波反射率应大于99.8%，输出镜透过率为15%:l:2%; d) 聚光腔采用金属成像聚光腔;e) 泵浦灯采用直管型氮灯，灯弧长100mm，灯内径可参照R摔/R灯句1.2进行选择zf) 功率计采用热电式。6.2.2 脉冲激光阔值及斜率效率测量装置应满足以下要求:a) 冷却系统采用压缩机制冷，冷却水温度为20.C士2.C; b) 电源注入能量为50J200 J，并且连续可调，电源脉宽为200s250s;c)

11、 采用平面平面腔，腔长为400mm。介质膜片中心波长1064 nm，全反镜反射率应大于99.8%，输出端反射率为50%士2%;d) 聚光腔采用金属成像聚光腔;e) 泵浦灯采用直管型ll灯，灯弧长100mm，灯内径可参照R棒/R灯1.2进行选择;f) 能量计采用热电式。7 测量步骤测量应按以下步骤进行:a) 将被测激光棒用胶粘剂封装在套管里，然后用V型槽将套管滚直，使套管与棒同轴。封装好的激光棒端面不允许有污物存在，等到完全固化后，方可进行测量，或用。形圈将激光棒固定好。激光棒封人套管时切勿损坏端面的增透膜层;b) 将封装后的激光棒装入聚光腔，在装入过程中棒受力应均匀。然后用氮氛激光束调整光路，

12、使激光棒端面反射光点与谐振腔两端膜片的反射光点重合;c) 开通冷却水，检查聚光腔是否漏水，不漏水方可进行实验，水温应保持在20.C士2.C; d) 按激光电源操作方法打开电源，点燃泵浦灯，使输入功率大到足以使谐振腔产生振荡并有激光输出，反复调整谐振腔，使激光器处在最佳工作状态，此时闰值功率最小;e) 由低到高把每一输入功率或能量和输出功率或能量测出来并记录所得数据，共测量不少于10个点，每一点重复测量3次取平均值;f) 测量完毕后，应逐渐降低输入功率，关闭电源，停冷却水，取出被测激光棒。8 副量结果8. 1 连续激光阐值及斜率效率计算电源注入电功率见公式(1)表示为zFin =IX U 式中z

13、Fin一一电源注入电功率，单位为瓦(W);I一一电源的电流表的显示值，单位为安培(A); U一一电源的电压表的显示值，单位为伏特(V)。. ( 1 ) FFON|hNH阁。GB/T 27665-2011 作出激光输出功率对注入电功率的特性曲线，将特性曲线的直线部分延长到横轴，其交点的截距即是该激光棒的阔值，特性曲线的直线斜率即是该棒的斜率效率，斜率效率见公式(2)J表示为:可=t:.Pout / t:.Pin .( 2 ) 式中z甲一一斜率效率;t:.Pout一一激光输出功率增量，单位为瓦(W);t:.Pin一一电源注入电功率增量，单位为瓦(W)。脉冲激光闺值及斜率效率计算8.2 电源注入能量

14、见公式(3)J表示为:. ( 3 ) 式中zEin 电源注入能量，单位为焦耳(); C一一储能电容，单位为法(F);U一一输入电压，单位为伏特(V)。作出激光输出能量对注人能量的特性曲线。将特性曲线的直线部分延长到横轴，其交点的截距即是该激光棒的阁值，特性曲线的直线斜率即是该棒的斜率效率，斜率效率见公式(4)J表示为:Tt = t:.Eout / t:.Ein Em=2 ( 4 ) 式中:平一一斜率效率;t:.E out 激光输出能量增量，单位为焦耳(); t:.Ein一-电源注入能量增量，单位为焦耳()。测量报告测量报告应包括下列内容za) 测量单位;b) 送检单位;c) 环境条件;d) 测量人员pd 测量日期;f) 激光棒规格;g) 被测激光棒的特性曲线ph) 激光闰值、斜率效率。9 究NM一元坦AOUA-nuedHaA哇一nu权LA-4侵-1nm一有囚一专归一阳阜一批刷书一定GB/T 27665-2011 打印日期:2012年4月23日F002A