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国家标准计划《激光器和激光相关设备—激光光谱特性测量方法》由 TC103(全国光学和光子学标准化技术委员会)归口,TC103SC6(全国光学和光子学标准化技术委员会电子光学系统分会)执行 ,主管部门为中国机械工业联合会

主要起草单位 西南技术物理研究所中国兵器工业标准化研究所电子科技大学中科院大连化学物理研究所

目录

基础信息

计划号
20213029-T-604
制修订
制定
项目周期
12个月
下达日期
2021-08-24
申报日期
2020-09-07
公示开始日期
2021-03-05
公示截止日期
2021-03-19
标准类别
方法
国际标准分类号
31.260
31 电子学
31.260 光电子学、激光设备
归口单位
全国光学和光子学标准化技术委员会
执行单位
全国光学和光子学标准化技术委员会电子光学系统分会
主管部门
中国机械工业联合会

起草单位

采标情况

本标准修改采用ISO国际标准:ISO 13695:2004。

采标中文名称:激光器和激光相关设备—激光光谱特性测量方法。

目的意义

激光光谱测试技术已经广泛应用于环境监测、工业控制、化学分析、食品品质检测、材料分析、临床检验、航空航天遥感及科学教育等领域。

激光光谱测量技术的典型应用有:通过直接测量待测激光的光谱特性,对激光进行光谱分析或者识别,主要应用于科学研究及军事方面;利用不同物质对不同波长激光的吸收光谱测量该种物质的浓度,主要应用于环境检测和煤气泄漏等。

本标准主要涉及第一方面的应用。

激光光谱特性是激光的重要特性,激光的光谱特性主要是激光束在一定波长范围内辐射功率或脉冲能量与波长的关系,描述这中特性的主要参数有:激光光谱辐射功率(能量)分布、波长(包括峰值波长、中心波长、加权平均波长、平均波长、在真空中的波长、标准大气中的波长和空气中的波长)、光谱带宽(包括均方根光谱辐射带宽、均方根光谱带宽、光谱带宽和光谱线宽)以及纵模数、边模抑制比等参数。

还包括了激光波长随着工作条件变化的关系,包括工作温度、工作电流等。

此外,还包括评价激光波长随时间的稳定性的艾伦方差。

随着激光技术的发展,激光光谱特性在激光的应用中越来越显得重要。

比如几万瓦级的高光束质量光纤激光系统,通常需要高达几十路的中等功率的窄线宽激光器经过光谱合成达到,需要精确测量激光的波长和带宽。

对于一些眼科应用等医疗激光器,更需要准确测量激光器的波长和带宽,否则可能对人眼或人体造成伤害。

对于光刻应用的激光器,也需要精确测量其光谱特性,否则可能影响系统精度。

目前,高电光效率的激光系统大都才采用二极管激光器作为泵浦源,它的波长与温度和电流的相关性,会影响到激光系统的效率和稳定性。

对于单频激光器,还可能关心其波长的时间稳定性。

目前的工程实践中,对波长的和带宽的定义不明确,概念混乱。

比如,报告的波长和带宽,究竟是哪种含义的波长和带宽。

什么情况下,需要使用什么参数来表征相应的激光光谱特性,如何满足不同精度测量要求,如何评估测试数据的正确性。

目前没有统一的国家标准对上述问题进行规范。

正如上所述,一是激光发展需要测试激光光谱特性,二是目前没有国家标准统一规定表征激光光谱特性的参数和测试方法,所以,急需建立激光光谱特性测量方法的通用国家标准,统一测试与评价体系,促进激光技术交流,指导激光行业健康发展。

激光光谱的测试方适用于包括各种技术体制和工作模式、各种功率(能量)、各种光斑形状的激光器,包括常见块状激光器和光纤激光器在内的固体激光器以及其他化学、气体或液体激光器等。

范围和主要技术内容

本标准根据预期应用要求,按照三种精度等级的测量和适用的激光器类型,将激光器分为宽带激光器、模式稳定的多模激光器和单频激光器,并提出了相应的光谱特性参数。按照低、中、高三种测量精度,规定了分别适用的激光器和参数。 本标准定义了表征激光光谱特性的各种参数,表征光谱特性的主要参数有:激光光谱辐射功率(能量)分布、波长(包括峰值波长、中心波长、加权平均波长、平均波长、在真空中的波长、标准大气中的波长和空气中的波长)、光谱带宽(包括均方根光谱辐射带宽、均方根光谱带宽、光谱带宽和光谱线宽)以及纵模数、边模抑制比等参数。 本标准规定了激光波长、带宽、光谱分布和波长稳定性等光谱特性的测量方法、测量条件、测量设备、测量程序及数据评估方法。 本标准适用于连续和脉冲激光器。