Аркадий Михайлович Райцинш
Москва
Arkady M. Raitsmm
Moscow
Михаил Владимирович Улановский
Москва
Michael V. Ulanovskii
Moscow
Рассмотрена методология корректных измерений пространственно-энергетических характеристик лазерного пучка. Методология построена на определении начальных моментов пространственного распределения интенсивности в поперечном сечении пучка. Приведена классификация участвующих в измерительном процессе полей излучения: излучаемое, измеряемое и измеренное. Показано, что применение ISO 11146:2005 «Lasers and laser-related equipment. Test methods for laser beam widths, divergence angles and beam propagation ratios, Part 1-3» при измерении пространственно-энергетических характеристик лазерных пучков приводит к некорректным результатам измерений. Это происходит из-за того, что в рекомендациях к применению ISO 11146:2005 не учтён динамический диапазон применяемых матричных приёмников излучения, а интересующие пользователя характеристики излучаемого поля оказываются расходящимися, что нарушает единство измерений. При этом условия, обеспечивающие сходимость результатов, практически невыполнимы. Для решения указанных проблем предложено установить и регламентировать нижний уровень динамического диапазона измерений интенсивности применяемых матричных приёмников и рассматривать интересующие пользователя пространственно-энергетические характеристики излучаемого поля в зависимости от установленного значения нижнего уровня. Показано, что измерения при такой методологии становятся корректными и позволяют сравнивать характеристики лазерных пучков, полученные различными матричными приёмниками. Приведены формулы, учитывающие влияние нижнего уровня динамического диапазона матричных приёмников излучения на результат измерений. Эти формулы следует рекомендовать для включения в обновлённую редакцию ГОСТ Р ИСО 11146-2008 «Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений ширин, углов расходимости и коэффициентов распространения лазерных пучков. Части 1-3».
A methodology for correct measurements of the spatial and energy characteristics of a laser beam is considered, based on the determination of the initial moments of the spatial intensity distribution in the beam cross section. The classification of radiation fields participating in the measuring process is given: emitted, measured and measured. It is shown that ISO 11146:2005 “Lasers and laser-related equipment. Test methods for laser beam widths, divergence angles and beam propagation ratios, Part 1-3” for measuring the spatial and energy characteristics of laser beams leads to incorrect measurements. This is due to the fact that the recommendations for the application of ISO 11146:2005 do not take into account the dynamic range of the used matrix radiation detectors, and the characteristics of the emitted field of interest to the user turn out to be diverging, which violates the uniformity of measurements. Moreover, the conditions ensuring the convergence of the results are practically impracticable. To solve these problems, it is proposed to establish and regulate the lower level of the dynamic range of measurements of the intensity of the used matrix receivers and to consider the spatial and energy characteristics of the emitted field of interest to the user, depending on the set value of the lower level. It is shown that measurements with this methodology become correct and make it possible to compare the characteristics of laser beams obtained by different array detectors. Formulas are given that take into account the effect of the lower level of the dynamic range of the matrix radiation detectors on the measurement result. These formulas should be recommended for inclusion in the updated edition of the national standard GOST R ISO 11146-2008 “Lasers and laser installations (systems). Methods for measuring widths, divergence angles and propagation coefficients of laser beams. Parts 1-3”.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.