GB-T 11297.4-1989 掺钕钇铝石榴石激光棒长脉冲激光阈值及斜率效率的测量方法.pdf

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中华人民共和国国家标准
掺敏钇铝石榴石激光棒长脉冲
UDC621.383.032
26621.317
激光阈值及斜率效率的测量方法
GB11297.4-89
Test method for normal pulse lasing threshold an
slope effieiency of NDTYAG laser rods
本标准规定了在波长1.06m的标准激光腔内测量掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光棒的长脉冲激
光阀值及斜率效率的方法。
名词术语
本标准所用名词术语的定义符合GB11293《固体激光材料名词术语》。
2量原理
采用单脉神平面-平面标准谐振腔,测量Nd:YAG激光棒输入泵浦能最和输出能量的特性曲线。在
直角坐标中以输入能量为横轴,输出能量为纵轴作出特性曲线图。则特性曲线图的直线部分的延长线与
输入能量(轴)的截距即棒的脉冲激光网值;特性曲线的直线部分的斜萃即棒的斜萃效率。
3湖量装及测量亲件
测量 NDTYAG激光棒长脉冲激光偵和斜率效率所用的测量装置由下列元器件组成;脉冲激光电
源,脉冲氙灯,聚光腔,波长为1.06um的介质膜片,能量计和内调焦埊远镜。光学系统如图1所示
er当
图
1一全反射镜膜片;2一聚光3一脉冲灯y4一能量计5一内调焦望远镜;
6一被测激光棒;?一出蝻半反射镜膜片
3.1脉冲电源采用LC放电电路。电压指示仪表精度应优于1.5级。
3.1.1小能量脉冲电路中,电感乙是30士2pH;储能电容C是30土2F。输出电压范围0~1000V。
3.1.2中等能量脉冲电源放电电路中,电感L是35士2H;储能电容C为100士5pF。输出电压范围
0~2000V
3.2脉冲氙灯,采用直管形。
中华人民共和国机械电子工业部1988-10-09批准
1990-01-01实施
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GB11297.4-8
3.2.1小能量的氙灯:充气压5.3X10士1.3×102Pa,氙灯内径3.5;外径5,灯极距50mm或75
mm,用截紫外材料滤光。
2.2中等能量用的氙灯;充气压5.3×10土1.3×10°Pa,灯外径8,内径6,灯极距100mm,用截紫
外料光。
3.3聚光腔采用金属腔.
3.3.110J小能量聚光腔几何尺す:长半轴10mm,短半轴8.8mm,偏心率0,47,腔长分50mm和75
mm两种,腔内反射面镀银,反射面粗糙度R。的最大允许值为0.01。
3-3.250J中等能量聚光腔的几何尺寸:长半轴17mm,短半轴15mm,偏心率0.47,腔长100m,腔
内反射圃镀银,反射面粗糙度R。的最大允许債为0.01
3.4介质膜片
3.4.1小能量测量用的介质膜片中心波长1.06Pm,全反射镜的反射率应大于99.7%;输出端反射镜
的反射率32%士2%
4.2中等能量测量用的介质膜片中心波长1.06pm,全反射镜的反射率9.7%;输出端反射镜的反
射率50%士2%。
3.5能量计:精度应达到10%
3.6调光路的准直仪采用内调焦望远镜,精度应优于10prad。
3.7为了经常检验测试系统的稳定性,用Nd:YAG材料建立一个校准激光棒。棒两端不镬增透膜,棒
的尺寸是6×76,側面用302=金刚砂滚磨。
4测量步骤及计算
4.1测量Nd:YAG激光棒脉冲激光阈值和斜率效率之前,用已知特性曲线的标准激光棒对测试系统
进行校准。若在允许误差范围内,方可进行测量。否则要检查测试系统,重新调试,并更换某些元件,使测
试系统达到所要求的精度和稳定性。
4.2小能量测量阈值和斜率效率
4.2.1小能量测量用激光器的诺振腔长230mm。输出反射率32%士2%
4-2.2用内调焦望远镜将谐振腔两端的介质膜片调到同光轴且平行。
4.2.3将被测激光棒装入聚光腔内,调节棒端面与谐振腔同轴且平行。
4-2.4将电源电压从500V开始升压,每隔50V测一点,逐点测到900V,记录每点的输出能量。并将
电压值代入式(1)计算输入能量E人。
E入=CV2
式中:C一一储能电容,F;
V一一输入电压,V
4.2.5画出输入能量E人(J)和输出能量E曲(mJ)的特性曲线。将特性曲线的直线部分延长到横轴。其
交点的截距是该棒的國值;特性曲线的直线斜率是该棒的斜率效率。见图2所示。
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GB11297.4-89
96
A3温
60
输人能量(J)
4.3中等能量测试激光器的谐振腔长400mm,輪出端反射率为50%士2%。
4.3.1用准直仪内调焦望远镜,将谐腔两膜片调到同轴且平行
4.3.2将被测激光棒装入聚光腔内,用遮光套管使灯弧长与被测激光棒长度匹配,并调棒端面与诺振
腔同轴且平行。
4.3.3将电源电压从800V开始升压,每隔100V测一点的輪出能量(E出),逐点测到1200V。
4.3.4激光的輪入能量入按式(2)计算
100
2~Cv2
式中:l一被测棒长,Im
l/100一棒与灯弧长遮光匹配修正系数;
C…一储能电容,F
Vー一输入电压,V。
4.3.5画出输入能量E人(J)和输出能量Ea(mJ)的特性曲线,求出被测激光棒的阙和斜率效率。参
考图2。
5测量度
用本方法测量激光棒的國值和斜率效率的误差为士10%。
6测试报告内容
6.1操作者姓名。
6.2测量日期
6.3被测激光棒的尺寸及编号。
6.4标准数据。
6.5被测激光棒的特性曲线。
6.6测量结果;阈值(J),斜率效率(%)。
附加说明:
本标准由机械电子工业部第十一研究所起草。
本标准主要起草人张培河。
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