ICS31.260 L51 中华人民共和国国家标准 GB/T27666—2011 制 造用激光器光束质量的评价和测试方法 Evaluationandtestmethodforbeamqualityofmanufacturinglasersystem 2011-12-30发布 2012-05-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 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:北京工业大学激光工程研究院、国家产学研激光技术中心、中国电子科技集团公 司第十一研究所。 本标准主要起草人:左铁钏、陈虹、王旭葆、赵鸿。 ⅠGB/T27666—2011 制造用激光器光束质量的评价和测试方法 1 范围 本标准规定了工业制造用大功率激光器光束质量的评价参数计算和测试方法。 本标准适用于工业制造用各种连续激光器。 2 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。 GB7247.1 激光产品的安全 第1部分:设备分类、要求和用户指南 GB/T15313—2008 激光术语 ISO11146-1 激光和激光相关设备 激光束宽度、发散角和束扩散率的试验方法 第1部分:无 象散和简单象散束(Lasersandlaser-relatedequipment—Testmethodsforlaserbeamwidths,diver- genceanglesandbeampropagationratios—Part1:Stigmaticandsimpleastigmaticbeams) 3 术语和定义 GB/T15313确立的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用,以下重复列出了 GB/T15313的某些术语和定义。 3.1 光束直径 beamdiameter du 在垂直光束轴平面内,内含功率(或能量)占光束总功率(或能量)规定比例(u%)的最小孔径的直 径。当u=86.5%时,下角标可省去。 注:为了明确,光束直径的标识要将符号及其适合的下标一起使用,即:du或dσ。 [GB/T15313—2008,定义2.1.49.1] 3.2 束腰直径 beamwaistdiameter d0,u 束腰位置处的内含功率(或能量)定义的光束直径du。 注:为了明确,束腰直径的标识要将符号及其适合的下标一起使用,即:d0,u或dσ0。 [GB/T15313—2008,定义2.1.53.1] 3.3 光束宽度 beamwidths dx,u,dy,u 分别在两所选的相互正交且垂直于光束轴的x和y方向上,内含功率(或能量)占总功率(或能量) 规定比例(u%)的最小宽度。 注1:所选最小方向由最小束宽及其正交方向确定。 注2:对于圆形高斯光束,dx,95.4=d86.5。 注3:为了明确,光束宽度的标识要将符号及其适合的下标一起使用,即:dx,u,dy,u或dσx,dσy。 1GB/T27666—2011 [GB/T15313—2008,定义2.1.57.1] 3.4 束腰宽度 beamwaistwidths dx0,u,dy0,u 在x和y方向上,束腰位置处基于内含功率(或能量)定义的光束宽度dx,u和dy,u。 注:为了明确,束腰宽度的标识要将符号及其适合的下标一起使用,即:dx0,u,dy0,u或dσx0,dσy0。 [GB/T15313—2008,定义2.1.55.1] 3.5 束散角 divergenceangle Θu,Θσx,Θσy 光束宽度[内含功率(或能量)定义的]在远场增大形成的渐进锥面所构成的全角度。 注1:对圆截面,光束宽度为光束直径du。对于非圆截面,束散角分别由相应的x方向和y方向的光束宽度dx,u和 dy,u决定。 注2:当规定束散角时,应使用下标说明相关的光束宽度,如Θx,50说明光束宽度为dx,50。 注3:这里坐标系的定义和光束宽度的定义不包括一般像散情况。 注4:为了明确,束散角的表示要将符号及其适合的下标一起使用,即:Θσ,Θσx,Θσy或Θu,Θx,u,Θy,u。 [GB/T15313—2008,定义2.1.65.1] 3.6 束散半角 halfdivergenceangle θu,θσx,θσy 光束宽度[内含功率(或能量)定义的]在远场增大形成的渐进锥面所构成的半角度。 注1:对圆截面,光束宽度为光束直径du。对于非圆截面,束散半角分别由相应的x方向和y方向的光束宽度dσx 和dσy决定。 注2:当规定束散角时,应使用下标说明相关的光束宽度,如θx,50说明光束宽度为dx,50。 注3:这里坐标系的定义和光束宽度的定义不包括一般像散情况。 注4:为了明确,束散角的表示要将符号及其适合的下标一起使用,即:θσ,θσx,θσy或θu,θx,u,θy,u。 3.7 光束聚焦特征参数值 beamfocuscharacterizingparameter Kf 光束束腰直径(或光束束腰宽度)与束散角的乘积的1/4[见式(1)],即: Kf=d0,uΘu 4…………………………(1) 式中: Kf———光束聚焦特征参数值,单位为毫米毫弧度(mm·mrad); d0,u———光束束腰直径,单位为毫米(mm); Θu———束散角,单位为毫弧度(mrad)。 4 光束质量评价 4.1 评价参数 用光束聚焦特征参数值Kf评价本标准适用的激光器的光束质量,相关信息参见附录A。 4.2 光束参数的计算 将沿光束传输路径上由测试所得的光束直径结果拟合出位置和光束直径二次双曲线,然后根据双 2GB/T27666—2011