ГОСТ Р ИСО 11145-2016 Оптика и фотоника. Лазеры и лазерное оборудование. Термины, определения и буквенные обозначения.
ГОСТ Р ИСО 11145- 2016
Группа П46
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Оптика и фотоника
ЛАЗЕРЫ И ЛАЗЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Термины, определения и буквенные обозначения
Optics and photonics. Lasers and laser-related equipment. Vocabulary and symbols
ОКС 31.260, 01.080.40, 01.040.31*
_______________
* (Поправка. ИУС N 6-2017).
Дата введения 2017-09-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Акционерным обществом "ГОИ им.С.И.Вавилова" (АО "ГОИ им.С.И.Вавилова") совместно с рабочей группой ПК 9 "Электрооптические системы" Технического комитета ТК 296 "Оптика и оптические приборы" на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Управлением технического регулирования и стандартизации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 сентября 2016 г. N 1132-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 11145:2016* "Оптика и фотоника. Лазеры и лазерное оборудование. Словарь и буквенные обозначения" (ISO 11145:2016 "Optics and photonics - Lasers and laser-related equipment - Vocabulary and symbols", IDT).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет (www.gost.ru)
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 6, 2017 год
Введение
ИСО (Международная организация по стандартизации) - всемирная федерация национальных комитетов по стандартам (комитеты - члены ИСО). Международные стандарты обычно подготавливаются Техническими комитетами ИСО. Каждый комитет-член, заинтересованный темой, по которой создан Технический комитет, имеет право быть представленным в данном комитете. В работе также принимают участие международные правительственные и неправительственные организации совместно с ИСО. ИСО тесно сотрудничает с Международной электротехнической комиссией (МЭК) по всем вопросам электротехнической стандартизации.
Международные стандарты подготовлены в соответствии с правилами, приведенными в Директивах ИСО/МЭК, часть 2.
Проекты международных стандартов, принятые Техническими комитетами, передаются комитетам-членам для голосования. Публикация в качестве международного стандарта требует одобрения как минимум 75% голосующих комитетов-членов.
Следует отметить, что некоторые элементы данного документа подпадают под действие патентных прав. ИСО не несет ответственности за нарушение таких патентных прав.
ИСО 11145 подготовлен Техническим комитетом ИСО/ТК 172 "Оптика и фотоника", подкомитетом ПК 9 "Электрооптические системы".
Четвертое издание отменяет и заменяет третье издание ИСО 11145:2006, пересмотренное с технической точки зрения со следующими изменениями:
a) в пункт 3.5.3 добавлена формула для эллиптичности пучка;
b) в пункте 3.53 пересмотрено определение относительной интенсивности шума и добавлена формула.
1 Область применения
В настоящем стандарте приведены термины, обозначения и единицы измерения, применяемые в области лазерных технологий, с целью унификации терминологии и выведения воспроизводимых определений параметра пучка излучения лазера и характеристик лазерных устройств.
Примечание - Термины и определения, приведенные в настоящем стандарте, отличаются от представленных в МЭК 60825-1. ИСО и МЭК обсудили разницу и согласовали, что она исходит из различий целей, для которых применяется каждый из этих двух стандартов. Более подробная информация приведена в приложении А.
2 Обозначения и единицы измерения
Для обозначения процента от полной мощности (энергии) в лазерном пучке используют подстрочный индекс и.
В таблице 1 представлены обозначения и единицы измерения, которые подробно описаны в разделе 3.
Таблица 1 - Обозначения и единицы измерения
|
|
|
Обозначение | Единица измерения | Термин |
A или A  | м | Площадь поперечного сечения пучка |
d или d | м | Диаметр пучка |
d или d  | м | Ширина пучка по оси x |
d  или d  | м | Ширина пучка по оси y |
d  или d  | м | Диаметр перетяжки пучка |
 | рад·м | Произведение параметров пучка |
E или Е | Вт/м | Средняя плотность мощности |
 | Гц | Частота повторения импульсов |
H или H | Дж/м | Средняя плотность энергии |
K | 1 | Фактор распространения пучка |
 | м | Длина когерентности |
M | 1 | Коэффициент распространения пучка |
p | 1 | Степень линейной поляризации |
P | Вт | Мощность непрерывного излучения |
P  | Вт | Средняя мощность |
P  | Вт | Мощность импульса |
P  | Вт | Пиковая мощность |
Q | Дж | Энергия импульса |
R(f) | Гц  или дБ/Гц | Относительная интенсивность шума, RIN |
w или w | м | Радиус пучка |
w или w | м | Радиус перетяжки пучка |
z  | м | Длина по Релею |
 | м | Угол отклонения |
 | м | Спектральная ширина полосы в терминах длины волны |
 | Гц | Спектральная ширина полосы в терминах частоты в оптическом диапазоне |
 | м | Позиционная стабильность пучка по оси x |
 | м | Позиционная стабильность пучка по оси y |
 | м | Разделение перетяжек астигматического пучка |
 | 1 | Относительное разделение перетяжек астигматического пучка |
 | 1 | Эллиптичность пучка |
 | 1 | Эффективность лазера |
 | 1 | Квантовый выход |
 | 1 | Эффективность устройства |
 или  | рад | Угол расходимости |
 или  | рад | Угол расходимости по оси x |
 или  | рад | Угол расходимости по оси y |
 | м | Длина волны |
 | с | Длительность импульса |
 | с | Длительность импульса по уровню 0,1 |
 | с | Время когерентности |
3 Термины и определения
3.1 Термины, относящиеся к оси пучка
|
|
|
3.1.1 ось пучка: Прямая линия, соединяющая средние точки (центроиды), определенные моментом первого порядка распределения плотности мощности (энергии) в последовательных положениях в направлении распространения пучка в однородной среде. | en | beam axis |
| fr
| axe du faisceau
|
3.1.2 угол отклонения : Отклонение оси пучка от механической оси, определенной изготовителем. | en | misalignment angle, |
| fr
| angle de  , |
3.2 Термины, относящиеся к площади поперечного сечения пучка |
|
|
3.2.1 площадь поперечного сечения A [мощность (энергия) в пределах круга]: Наименьшая целиком заполненная область, содержащая и% общей мощности (энергии) пучка. | en | beam cross-sectional area, A |
Примечание - Термин "площадь поперечного сечения" используют в комбинации с обозначением и соответствующим подстрочным индексом: А или A . | fr
| aire de la section du faisceau, A |
|
|
|
3.2.2 площадь поперечного сечения А [момент второго порядка функции распределения плотности мощности (энергии)]: Площадь пучка с круглым поперечным сечением (  ) или эллиптическим поперечным сечением [(  ]. | en
| beam cross-sectional area, A |
Примечание - Термин "площадь поперечного сечения" используют в комбинации с обозначением и соответствующим подстрочным индексом: А или A . | fr
| aire de la section du faisceau, A . |
3.3 Термины, относящиеся к диаметру пучка |
|
|
3.3.1 диаметр пучка d [мощность (энергия) в пределах круга]: Минимальный диаметр круглой апертуры в плоскости, перпендикулярной к оси пучка, которая содержит и % общей мощности (энергии) пучка. | en | beam diameter, d |
Примечание - Термин "диаметр пучка" используют в комбинации с обозначением и соответствующим подстрочным индексом: d или d . | fr
|  du faisceau, d |
3.3.2 диаметр пучка d [момент второго порядка функции распределения плотности мощности (энергии)]: Диаметр пучка, определяемый по следующей формуле: | en
| beam diameter, d |
 , где момент второго порядка функции E(x,y,z) распределения плотности мощности пучка в положении z определяют по формуле: | fr
| du faisceau, d |
 , |
|
|
где r - расстояние до центроида (  ,  );  - азимутальный угол;
моменты первого порядка задают координаты центроида |
|
|
 ; |
|
|
 . |
|
|
Примечание 1 - Интеграл берут по всей плоскости ху. Допускается брать интеграл по такой площади, чтобы было охвачено не менее 99% мощности (энергии) пучка. |
|
|
Примечание 2 - Для импульсных лазеров плотность мощности Е заменяют на плотность энергии Н. |
|
|
Примечание 3 - Термин "диаметр пучка" используют в комбинации с обозначением и соответствующим подстрочным индексом: d или d . |
|
|
3.4 Термины, относящиеся к радиусу пучка |
|
|
3.4.1 радиус пучка w [мощность (энергия) в пределах круга]: Наименьший радиус апертуры в плоскости, перпендикулярной к оси пучка, которая содержит u % общей мощности (энергии) пучка. | en | beam radius, w |
Примечание - Термин "радиус пучка" используют в комбинации с обозначением и соответствующим подстрочным индексом: w или w . | fr
| rayon du faisceau, w |
3.4.2 радиус пучка w [момент второго порядка функции распределения плотности мощности (энергии)]: Радиус, который определяют по формуле: | en | beam radius, w |
 . | fr
| rayon du faisceau, w |
Примечание 1 - Для определения момента второго порядка функции распределения плотности мощности  см. 3.3.2. |
|
|
Примечание 2 - Термин "радиус пучка" используют в комбинации с обозначением и соответствующим подстрочным индексом: w или w . |
|
|
3.5 Термины, относящиеся к ширине пучка |
|
|
3.5.1 ширины пучка d , d  [мощность (энергия) в пределах круга]: Ширина наименьшего светового сечения, пропускающая u % общей мощности (энергии) пучка в двух взаимно ортогональных направлениях x и у , которые перпендикулярны к оси пучка. | en | beam widths, d , d |
Примечание 1 - Направления задают наименьшей шириной пучка и взаимно ортогональным направлением.
| fr
| largeurs du faisceau, d , d |
Примечание 2 - Для круглых гауссовых пучков d равно d . Примечание 3 - Термин "ширины пучка" используют в комбинации с обозначением и соответствующими подстрочными индексами: d , d или d , d . |
|
|
3.5.2 ширины пучка d , d [момент второго порядка функции распределения плотности мощности (энергии)]: Ширины пучка определяют по следующим формулам: | en | beam widths, d , d |
  ; ;  ,
где моменты второго порядка функции распределения плотности мощности E(x,y,z) пучка в положении z задают следующим образом:  ; | fr
| largeurs du faisceau, d , d |
 , |
|
|
где  и  - расстояния до центроида ( ,  ); моменты первого порядка задают координаты центроида |
|
|
 ; |
|
|
 . |
|
|
Примечание 1 - Интеграл берут по всей плоскости ху. Допускается брать интеграл по такой площади, чтобы было охвачено не менее 99% мощности (энергии) пучка.
Примечание 2 - Для импульсных лазеров плотность мощности Е заменяют на плотность энергии Н.
Примечание 3 - Термин "ширины пучка" используют в комбинации с обозначением и соответствующими подстрочными индексами: d , d или d , d . |
|
|
3.5.3 эллиптичность пучка  : Параметр, измеряющий эллиптичность или прямоугольность распределения мощности (энергии) по параметру z эллиптичности пучка | en
| beam ellipticity, |
 , | fr
|  d’une distribution de  de puissance, |
где направление x выбрано вдоль главной оси распределения так, чтo  . Примечание 1 - Если  0,87, эллиптичность распределения может считаться циркулярной. В случае прямоугольного профиля пучка эллиптичность часто определяется по его форме (отношение ширины к высоте пучка). Примечание 2 - Технически идентично стандарту ISO 11146-1 и ISO 13694.
|
|
|
3.5.4 круговое распределение плотности мощности: Распределение плотности мощности с эллиптичностью более 0,87.
| en | circular power density distribution |
[ИСО 11146-1:2005, пункт 3.7]
| fr
| distribution de de puissance circulaire |
3.6 произведение параметров пучка: Произведение диаметра перетяжки пучка на угол расходимости, деленное на 4 | en | beam parameter product |
. Примечание - Произведение параметров пучка для эллиптических пучков допускается задавать отдельно для главных осей распределения плотности мощности (энергии).
| fr
| produit  du faisceau
|
3.7 коэффициент распространения пучка М (Нрк. фактор распространения пучка , К ): Мера того, как близко произведение параметров пучка находится по отношению к дифракционному пределу идеального гауссова пучка | en
| beam propagation ratio, М |
 . Примечание 1 - Коэффициент распространения пучка равен отношению произведения параметров пучка для фактических мод лазера к основной гауссовой моде (ТЕМ  ). Коэффициент распространения пучка равен единице для теоретически идеального гауссова пучка и имеет значение больше единицы для любого реального пучка.
Примечание 2 - В последующих изданиях термин "фактор распространения пучка K" использовать не рекомендуется.
| fr
| facteur de limite de diffraction, М |
3.8 позиция пучка: Смещение оси пучка относительно фиксированной механической оси оптической системы в заданной плоскости, перпендикулярной к механической оси оптической системы. | en | beam position |
Примечание - Механическая ось задается прямой линией, связывающей центроиды ограничивающих апертур.
| fr
| position du faisceau |
3.9 позиционная стабильность пучка , : Четырехкратное стандартное отклонение измеренного позиционного смещения пучка в плоскости z’ .
| en | beam positional stability, , |
[ИСО 11670:2003, пункт 3.6]
Примечание - Эта величина определена в системе координат пучка ( x , у , z ). Если эллиптичность позиционной стабильности пучка превышает 0,87, позиционную стабильность рассматривают как осесимметричную и допускается задавать только одно значение. В таком случае обозначение  используют без подстрочного индекса. | fr
|  de position du faisceau, , |
3.10 перетяжка пучка: Локальное минимальное значение диаметра или ширины пучка. | en | beam waist |
| fr | col du faisceau
|
3.11 Термины, относящиеся к диаметру перетяжки пучка |
|
|
3.11.1 диаметр перетяжки пучка d : [мощность (энергия) в пределах круга]: Диаметр d пучка в месте перетяжки пучка. | en | beam waist diameter, d |
Примечание - Термин "диаметр перетяжки пучка" используют в комбинации с обозначением и соответствующими подстрочными индексами: d или d . | fr
| du col du faisceau, d |
3.11.2 диаметр перетяжки пучка d [момент второго порядка функции распределения плотности мощности (энергии)]: Диаметр d пучка в месте перетяжки пучка. | en | beam waist diameter, d |
| fr
| du col du faisceau, d |
Примечание - Термин "диаметр перетяжки пучка" используют в комбинации с обозначением и соответствующими подстрочными индексами: d или d . |
|
|
3.12 Термины, относящиеся к радиусу перетяжки пучка |
|
|
3.12.1 радиус перетяжки пучка w [мощность (энергия) в пределах круга]: Радиус w пучка в месте перетяжки пучка. | en | beam waist radius, w
|
Примечание - Термин "радиус перетяжки пучка" используют в комбинации с обозначением и соответствующими подстрочными индексами: w или w . | fr
| rayon du col du faisceau , w |
3.12.2 радиус перетяжки пучка w [момент второго порядка функции распределения плотности мощности (энергии)]: Радиус w пучка в месте перетяжки пучка. | en
| beam waist radius, w |
Примечание - Термин "радиус перетяжки пучка" используют в комбинации с обозначением и соответствующими подстрочными индексами: w или w . | fr
| rayon du col du faisceau, w |
3.13 Термины, относящиеся к ширинам перетяжки пучка |
|
|
3.13.1 ширины перетяжек пучка d  , d  [мощность (энергия) в пределах круга]: Ширины пучка d и d в месте перетяжки пучка в обоих направлениях x и у . | en
| beam waist widths, d , d |
Примечание - Термин "ширины перетяжек пучка" используют в комбинации с обозначением и соответствующими подстрочными индексами: d , d или d  , d  . | fr
| largeurs du col du faisceau, d , d |
3.13.2 ширины перетяжек пучка d , d [момент второго порядка функции распределения плотности мощности (энергии)]: Ширины пучка d и d в месте перетяжки пучка в обоих направлениях x и у . | en
| beam waist widths, d , d
|
Примечание - Термин "ширины перетяжек пучка" используют в комбинации с обозначением и соответствующими подстрочными индексами: d , d или d , d .
| fr
| largeurs du col du faisceau, d , d |
3.14 Термины, относящиеся к разделениям перетяжек |
|
|
3.14.1 разделение перетяжек астигматического пучка : Осевое расстояние между положениями перетяжек слабоастигматического пучка в ортогональных главных плоскостях. | en | astigmatic waist separation,
|
[ИСО 15367-1:2003, статья 3.3.4]
Примечание - Разделение перетяжек астигматического пучка также известно как астигматическая разность.
| fr
|  du col astigmatique, |
3.14.2 относительное разделение перетяжек астигматического пучка : Разделение перетяжек астигматического пучка, деленное на арифметическое значение длин по Релею z  и z  | en
| relative astigmatic waist separation, |
 . | fr
| du col astigmatique relative, |
3.15 когерентность: Характеристика электромагнитного поля, где существует постоянное фазовое соотношение между каждой точкой. | en | coherence |
| fr
|  |
3.15.1 временная когерентность: Характеристика корреляции между фазами электромагнитной волны для разных временных моментов в одном и том же положении. | en | temporal coherence |
| fr
| temporelle |
3.15.2 пространственная когерентность: Характеристика корреляции между фазами электромагнитной волны для разных положений в одно и то же время. | en | spatial coherence |
| fr
| spatiale |
3.16 длина когерентности  : Расстояние в направлении пучка, в пределах которого излучение лазера сохраняет фиксированную разность фаз. | en | coherence length, |
Примечание - Задается в виде  , где с - скорость света. | fr
| longueur de , |
3.17 время когерентности : Временной интервал, в пределах которого излучение лазера сохраняет фиксированную разность фаз. | en | coherence time, |
Примечание - Задается в виде  . | fr
| temps de , |
3.18 эффективность устройства  : Отношение общей мощности (энергии) лазерного пучка к общей входной мощности (энергии), включая все зависимые системы. | en | device efficiency, |
| fr
| rendement de la source, |
3.19 Термины, относящиеся к углу расходимости |
|
|
3.19.1 угол расходимости , , [мощность (энергия) в пределах круга]: Полный угол, образованный асимптотическим конусом оболочки, сформированной увеличением ширины пучка.
| en
| divergence angle, , , |
Примечание 1 - Для круглого поперечного сечения ширина пучка задается диаметром d . Для некруглого поперечного сечения углы расходимости определяются с помощью ширины пучка в направлениях х и у , именуемые d и d соответственно. Примечание 2 - При указании углов расходимости необходимо использовать подстрочные индексы для указания соответствующей ширины пучка.
Пример -  указывает, что используют пучок с шириной d  . Примечание 3 - Определение данного термина не распространяется на пучки с общим астигматизмом.
Примечание 4 - Термин "угол расходимости" используют в комбинации с обозначением и соответствующими подстрочными индексами: , , или , , . | fr
| angle de divergence, , , |
3.19.2 угол расходимости , , [момент второго порядка функции распределения плотности мощности (энергии)]: Полный угол, образованный асимптотическим конусом оболочки, сформированной увеличением ширины пучка.
| en | divergence angle, , , |
Примечание 1 - Для круглого поперечного сечения ширина пучка задается диаметром d . Для некруглого поперечного сечения углы расходимости определяют с помощью ширины пучка в направлениях х и у , именуемые d и d соответственно. Примечание 2 - Определение данного термина не распространяется на пучки с общим астигматизмом.
Примечание 3 - Термин "угол расходимости" используют в комбинации с обозначением и соответствующими подстрочными индексами: , , или , , . | fr
| angle de divergence, , , |
3.20 эффективное диафрагменное число : Отношение фокусного расстояния оптического компонента к диаметру пучка d в этом компоненте. | en | effective f-number |
| fr
| nombre d’ouverture effectif
|
3.21 средняя плотность энергии Н , H : Общая энергия пучка, деленная на площадь его поперечного сечения А или A . | en
| average energy density, Н , H |
| fr
|  moyenne, Н , H |
3.22 энергия импульса Q: Энергия, содержащаяся в одном импульсе.
| en | pulse energy, Q |
| fr
|  d’impulsion, Q |
3.23 плотность энергии Н ( х , у ) : Энергия пучка, падающего на площадь  в положении х , у , деленная на площадь .
| en | energy density, H(x,y) |
Примечание - Плотность энергии физически эквивалентна лучевой экспозиции. Обе величины измеряют в джоулях на единицу площади. Плотность энергии, как правило, используют для описания распределения излучения в пучке. Лучевую экспозицию обычно используют для описания распределения излучения, падающего на поверхность.
| fr
|  , H ( x , y ) , H ( x , y ) |
3.24 дальняя зона : Поле излучения лазера на расстоянии z от перетяжки пучка, которое значительно больше, чем длина по Релею z . | en | farfield |
| fr
| champ lointain
|
3.25 лазер: Усиливающая среда, способная генерировать когерентное излучение длиной волны до 1 мм посредством стимулированной эмиссии (см. рисунок 1 и приложение А). | en | laser |
Примечание - Термин "лазер" является аббревиатурой для словосочетания "light amplification by stimulated emission of radiation" - "усиление света посредством стимулированной эмиссии излучения" (с англ.).
| fr
| laser |
3.26 лазер непрерывного излучения: Лазер, непрерывно испускающий излучение длительностью более или равно 0,25 с. | en | continuous wave laser |
| fr
| cw laser |
3.27 импульсный лазер: Лазер, который испускает энергию в форме единичного импульса или цепочки импульсов, где длительность каждого импульса менее 0,25 с. | en
| laser continu |
| fr
| pulsed laser laser impulsionnel |
3.28 лазерная установка: Лазерное устройство с оптическими, механическими и/или электрическими системными компонентами для формирования пучка и его управления (см. рисунок 1 и приложение А). | en | laser assembly |
| fr | ensemble laser |
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.