GB T 11153-2012 激光小功率计性能检测方法.pdf

1、道雪ICS 17. 180. 99 N 30 中华人民共和国国家标准GB/T 11153-2012 代替GB/T11153 1989 激光小功率计性能检测方法Test methods of laser power meter in loveer-range 2013-06-01实施2012-12-31发布发布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比汽俨dr叫waAmd酣苍Avg四川产ew柿aRes毡回中华人民共和国国家标准激光小功率计性能按测方法GB/T 11153-2012 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(100013)北京市西城区三里河北街16号

2、(10004日网址.en 总编室z(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88012301/16 印张0.75 字数24千字2013年5月第一版2013年5月第一次印刷” 书号：155066 1-46840定价16.00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 11153-2012 前本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准代替GB/T11153-1989激光小功率计性能检测方法，与GB/T11153-1989

3、相比主要变化如下z一一一修改了标准的适用范围（见第1章，1989年版的第1章h删除了对激光源光束空间参数的要求（见1989年版的5.2a和5.2c); 一一增加了对标准激光功率计和参考激光功率计的要求（见5.3和5.7); 一一删除了对参考探测器、显示仪器的要求（见1989年版的5.5、5.6和5.7); 一一修改了基本检测装置（框图）（见图1,1989年版的图D; 一一修改了响应度随时间的变化见5.7,1989年版的第12章，删除了由激光照射引起的响应度随时间变化的检测（见1989年版的12.1);一一修改了响应度校准不确定度的检测（见5.9,1989年版的第14章）; 一一删除了附录A和附

4、录BC见1989年版附录A和附录B）。本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。本标准由全国电子测量仪器标准化技术委员会（SAC/TC153）归口。本标准起草单位z北京光电技术研究所。本标准主要起草人z满春阳、陆耀东、罗志军。本标准所替代标准的历次版本发布情况为z一一GB/T11153-1989. I GB/T 11153-2012 激光小功率计性能检测方法1 范围本标准规定了对功率范围为0.1mW 100 mW的激光小功率计（简称仪器性能检测的方法。本标准适用于0.1mW 100 mW激光小功率计的研制和生产检验，其他功率范围的激光功率测试仪器也可参考使用。2 术语和定义2. 1 2.2 2

5、. 3 下列术语和定义适用于本文件。晌应度responsivity S(S=Y/X) 激光功率计输出量Y与产生这一输出量的输人量X之商。晌应度随入射功率的变化dependence of responsitivity on radiant power Fr 在激光功率计的测量范围内，响应度因待测量激光功率变化而产生的相对变化。探测器光敏面上晌应度的变化change of responsivity over the detector surface F2 探测器光敏面上各点响应度的最大相对变化。也可以定义为探测器光敏面上各点响应度的相对标准差。2.4 2. 5 2.6 2. 7 晌应度在辐照期间的

6、变化change of responsivity during irradiation Fa 激光功率计在激光辐射期间所产生的可以恢复的响应度相对变化。晌应度随温度的变化temperature dependence of responsivity F4 激光功率计在规定的环境温度内响应度可以恢复的相对变化。零点漂移zero drift Fs 激光功率计的示值在没有任何激光和其他光辐射时随时间的相对变化。由存储引起的晌应度随时间的变化change of responsivity by storage F6 激光功率计由于存储条件而产生的不可恢复的响应度相应变化。1 GB/T 11153-2012

7、 2.8 晌应度随入射角及偏振态的变化dependence of r臼ponsivityon the angle of incidence and polari zation F1 对不同偏振状态的激光光束，当被测激光偏离规定人射激光功率计探测器时，所引起的响应度的最大相对变化。2.9 相对示值偏差relative error of indication Fs 激光功率计响应度的标称值与标准佳的相对误差，称为相对示值偏差。3基本检测条件3. 1 环境条件除另有规定外，检测应在室内进行，并应满足下列条件za) 环境温度：（23士5）；b) 相对惺度：80%;c) 空气流动速度0.05 m/s;

8、d) 供电电源E交流220(1士5%)V，频率50(1士2%)Hi; e) 检测系统应避免杂散先，屏藏电磁辐射和防止机械振动。3.2 技术要求除另有规定外，检测时还应注意下列要求：a) 待检仪器的预热应按照使用说明等技术文件的规定时间进行。没有明确规定的可根据仪器的稳定情况进行10tnin 30 min的耐热。b) 本标准所给公式中采用的检测数据应是在该点重复测试n次的平均值，通常n注3.c) 当光源的输出水平受限时，允许将仪器的衰减器、探测器和显示器等在一定的条件下分解测试。组合后应重新技准。d) 如果待测仪器的使用说明书等技术文件对其使用条件做出了限制，则在其规定范围内进行检测。4 基本检

9、测装置4. 1 基本检测装置框圄基本检验装置如图1所示，测试时可根据所检参数、环境条件和光源稳定性的需要增减图中虚线所示设备。4.2 激光光洒（或模拟光源除另有规定外，激光光源应符合下列规定za) 输出波长为待检仪器规定的使用波长，或在其规定使用的波长范围之中zb) 输出功率的稳定性优于士0.2%/5 min，士O.5%/30 min。2 4.3 标准激光功率计除另有规定外，激光功率计应符合下列规定a) 测量范围0.1mW 200 mW，可以是多台仪器共同完成zb) 扩展不确定度小于4%(k=2）。激光光源挡光板A标准功率计5 检测方法5. 1 探测器表团损伤阐值的检测5. 1. 1 检测步骤

10、za) 按图l建立检测装置。衰减器分束器聚光器挡光板B固1基本幢测装置GB/T 11153-2012 待测仪器墨标准功率计b) 扭！量照射到仪器探测器光敏面的激光光斑直径，根据仪器给出的损伤阔值指标计算所需激光功率。c) 移开挡光板，调整激光输出功率，使标准功率计的显示达到检测所需量值。如果激光输出功率低于所需量值，可在光路中插入豪先器，减小激光光耻直径，达到所需量值。d) 被测仪器不需开机，用激光照射仪器探测器光敏面10min. 5. 1. 2 仪器探测器光敏面应没有烧蚀的痕迹，开机后应能正常工作，各项技术指标应满足技术文件规定的要求。5.2 晌应度随入射功率变化非续性庭的检测5. 2. 1

11、 检测步骤za) 按图1建立检测装置zb) 设置并记录待检仪器的量程sc) 调整激光输出功率，使待检仪器的示值为该量程最大值的80%，记录待检仪器和标准仪器的示值，并计算比值StH，见式（1):srn =IH/YH 式中zS1日一一待检仪器的示值为该量程最大值80%时，与标准仪器示值之比zIH 待检仪器的示值zYH一一标准仪器的示值。. ( 1 ) d) 调整激光输出功率，使待检仪器的示值为该量程最大示值的30%，记录待检仪器和标准仪器的示值，并计算比值Su，见式（2):3 GB/T 11153-2012 S1L =h/YL ( 2) 式中zS1L 待检仪器的示值为该量程最大示值的30%时，与

12、标准仪器示值之比zh一待检仪器的示值；YL一一标准仪器的示值。e) 此量程响应度随人射功率的变化（非线性度）F1见式（3):F1士1旦二王1100%.( 3 ) I srn - s1L I 式中zF1 此量程响应度随人射功率的变化（非线性度）; f) 重复b）e）的规定，检测各个量程响应度随入射功率的变化（非线性度）。5.2.2 可以分别标出各量程的响应度随人射功率的变化（非线性度）的值，也可以各量程响应度随入射功率的变化（非线性度的最大值为待检仪器的响应度随入射功率的变化（非线性度矶。5.3 探测器光敏面上晌应度变化不均匀性的检测5. 3. 1 检测装置za) 检测装置如图1;b) 待检仪器

13、的探测器安装在二维光学调整架上，使其可以在基本垂直于入射光传播方向上作水平和垂直移动zc) 需要时可以用聚光器调整人射到待检仪器探测器光敏面上光束的直径。5.3.2 检测条件za) 入射到探测器光敏面上激光光束的直径应在探测器光敏面直径（或对角线的1/5;b) 最基本的检测点选取应为待检测探测器光敏面上的中心点，和由中心点出发向上、下、左、右4个方向所做的射线上的点zc) 激光光斑直径的外沿与光敏面边缘的距离不小于光敏面直径的1/3。5.3.3 检测步骤z4 a) 按5.3. 2a）的规定调整好光束直径sb) 调整待检测探测器的位置使激光光束投射在其光敏面中心点上，记录待检仪器和标准仪器的输出

14、示值，计算其比值5川S20 =I口Yo式中zS20一一一在中心点上，待检测仪器和标准仪器示值之比zI。一一待检仪器的示值zYo一一标准仪器的示值。 ( 4 ) c) 调整待检测仪器探测器的位置，使激光光束投射在第t个检测点上F记录待检测仪器和标准仪器的示值，计算其比值zSu= IJY;(i = 1,2， 式中zSu一一在第t点上，待检测仪器和标准仪器示值之比zI；待检仪器的示值；￥；标准仪器的示值。d) 在第t点上，响应度的变化（不均匀性为z. ( 5 ) 人（之一川100%.“. ( 6 ) . GB/T 11153-2012 式中zf盯一一一在第i点上，响应度的变化（不均匀性）。5.3.4

15、 以各检验点上响应度的变化（不均匀性）的绝对值最大者为待检激光功率计探测器光敏面上响应度的变化（不均匀性凡。5.3.5 待检激光功率计的探测器光敏面上响应度的变化（不均匀性）F2也可用式（7）表达1z艺问ld F ( 7 ) 式中z待检测仪器和标准仪器示值之比的平均值；s垃s2i。5.3.6 应在待检仪器的有关技术文件中对所采用的处理方法给予说明。5.4 晌应度在辐照期间变化的检测5. 4. 1 检测步骤za) 检测装置如图1所示zb) 调整激光输出，使待检仪器的示值为该量程挡最高示值的60%;c) 记录待检仪器和标准仪器的示值后，计算初始比值S30: S30 =I。Yo( 8) 式中zS30

16、待检仪器与标准仪器初始示值之比zI。待检仪器的示值；Yo标准仪器的示值。d) 用激光连续照射被检仪器一段时间t后，记录待检仪器和标准仪器的示值，计算比值S31:S31 = It! !Yt1 ( 9 ) 式中zS31一一照射一段时间后，待检仪器和标准仪器的比值zIt1 待检仪器的示值Eytl 标准仪器的示值。5.4.2 待检激光功率计的响应度在该照射期间的变化F3为zF3士去11叫- 10 ) 式中F3待检激光功率计响应度在辐照期间的变化。5.5 晌应度随温度变化的检测5. 5. 1 检测装置z温度试验箱的容积和待测仪器体积之比不小于5: 1，温度试验箱应有激光入射窗口。5.5.2 检测步骤za

17、) 检测装置如图2所示zb) 将试验箱的温度恒定在高温工作温度，待测仪器与环境温度平衡后进行测试。记录待检仪器和标准仪器的示值，并求其比值s日ES4ff =IH/YH 、，咱i唱EAra，、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . GB/T 11153-2012 式中2S4tt一一高温时，待检仪器和标准仪器示值之比zIH一一待检仪器的示值EYH一一标准仪器的示值。激光光源挡光板分束器标准功率计圄2温度试验装置待事吕仪楼温度试验箱c) 将温度恒定在低温工作温度，待测仪器与环境温度平衡后进行测试。记录待检仪器和标准仪器的示值

18、，并求其比值旬，zS4L = IL/YL . ( 12 ) 式中2S4L一低温时，待检仪器和标准仪器示值之比zh一一待检仪器的示值zYL一一标准仪器的示值。d) 待检激光功率计的响应度随温度的变化且为z几士坦干丛100%. ( 13 ) I srn -r S4L I 式中F4一一待检测激光功率计响应度随温度的变化。5.5.3 待检仪器如果有环境防护配件，应加装上之后进行检验。5.5.4 高温和低温试验的顺序可以改变。5.5.5 如果受光源等试验仪器和设备的限制不能在温度箱中进行检测，应尽量使用一些模拟替代方法使之在温度应力下测试。次之，允许在箱外进行测试。5.6 零点漂移的检测5. 6. 1

19、将待检仪器放置在常温下，按规定时间预热后调整零点，在1h内记录待检仪器相对所设定的量程上零点最大漂移量。5.6.2 待检激光功率计的零点漂移Fs为zfl.I n/ Fs一100%. max 式中zFs 待检仪器的零点漂移pfl.I 待检仪器的示值相对于起始示值的最大偏离zI max 所设定量程挡的最大示值。5.7 由存储引起的晌应度随时间变化的栓测a) 检测方法. ( 14 ) 1) 检测装置如图1;2) 记录待检仪器和标准仪器的初始示值，并计算其比值S50:S50 = I/Y, 式中zSso一一待检仪器和标准仪器示值的初始比值zI 待捡仪器的示值FY，一一标准仪器的示值。GB/T 11153

20、-2012 . ( 15 ) 3) 将待检仪器置于温度试验箱内，按照规定的高低温进行存储试验，存储试验结束后，恢复到其温度、湿度与检测环境平衡z的再次记录待检仪器和标准仪器的示值，并计算其比值S5,:S5, = I/Y, 式中zh一存储后，待检仪器和标准仪器示值的比值zI 待检仪器的示值；Y, 标准仪器的示值。b) 待检激光功率计由存储引起的响应度随时间变化F6为：. ( 16 ) F6 （去一们100%. ( 17 ) 式中zF6一一待检测激光功率计由存储引起的响应度随时间变化。5.8 晌应度随入射角及偏振态变化的检测5. 8. 1 检测装置在图1所述的检验装置中增加起偏器以获得偏振光源，将

21、待检仪器的探测器安装在一个旋转平台上，并可在其带动下左右偏转E在偏转过程中，人射激光光束应始终照射在探测器光敏面的中心。5.8.2 检测步骤za) 使人射到待检测激光功率计探测器上的光为s光Eb) 激光人射角以规定的人射方向为中心左右增加，不超过士5。记录激光人射角为第t个人射角时，待检仪器和标准仪器的示值，并计算其比值S,;:S,; =Y./Yu(i=l,2,n) .”( 18) 式中zS,; 对于s光，在第i个角上，待检仪器和标准仪器示值之比zYi 在第i个角上，待检测仪器示值zY，厂一在第t个角上，标准仪器示值Fn 激光人射角总数。c) 在s光人射时，待检仪器的响应度随人射角的变化F.为

22、zF，士尝叫 ( 19 ) 式中zF. 一s光人射时，待检测激光功率计的响应度随入射角的变化z缸，一s光人射时，不同角度下测得的待检仪器和标准仪器示值之比中，最大值与最小值之差zNFON冈山EH阁。GB/T 11153-2012 s.一s光人射时，不同角度下测得的待检仪器与标准仪器示值之比的平均值。使人射到待检仪器探测器上的光为p光，重复b）步骤z在p光人射时，待检激光功率计的响应度随人射角的变化Fp为zFp士尝叫d) e) ( 20 ) 式中Fp一p光人射时，待检测激光功率计的响应度随入射角的变化zAsp一一p光人射时，不同角度下测得的待检仪器和标准仪器示值之比中，最大值与最小值之差sSp

23、p光人射时，不同角度下测得的待检仪器和标准仪器之比的平均值。待检测激光功率计响应度随人射角及偏振态的变化F1为F.与Fp中的最大值。5.8.3 相对示值偏差的检测测试装置同图1.激光波长与待检激光功率计的工作波长一致z调整激光器输出功率到被检仪器要校准挡位功率范围约2/3处，记录标准仪器的示值z标准仪器和被检仪器反复替换测试，记录标准仪器的示值So和被检仪器的示值5，被检仪器相对标准仪器的示值偏差为z、，、，、，aLUjC 5.9 - 21 ) Fa= （子们100式中zFa一一待检激光功率计的示值偏差sSo 一一标准激光功率计的示值；s一一待检激光功率计的示值。究阳一元军FEUnuJaau-nu 权La侵1且霄“一有m一专归一M弘一批胞书一定GB/T 11153-2012 打印日期：2013年5月17H F002A