GB-T 11297.5-1989 掺钕钇铝石榴石激光棒连续激光阈值、斜率效率和输出功率的测量方法.pdf

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中华人民共和国国家标淮
掺钕钇铝石榴石激光棒连续激光阈值、
UDC621.383.032
26:621.39
斜窣效枣和输出功率的测量方法
GB11297.5-89
Test method for continous lasing threshold
slope efficiency and output power of Nd YAG 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激光棒连续激光國值、斜率效
率和输出功率的方法
1名语术语
本标准所用名词术语符合GB11293《固体激光材料名词术语》。
2测量原理
采用平面-平面谐振腔测量掺敏钇铝石榴石( NDIYAG)激光棒连续泵浦输入功率和输出的特性曲
线。在直角坐标系中以输入功率为横轴,输出功率为纵轴作出此特性曲线,由特性曲线直线部分的延长
线与输入功率轴上的交点截距即该棒的连续激光阙值;特性曲线直线部分的斜率即棒的斜率效率。在给
定的连续输入功率下的输出功率即棒的连续输出功率。
测量装煜及測量条件
测量所用连续激光测试系统,由下述元器件组成:氨氖激光器、红外变像管、1.06m波长的介质膜
片、聚光腔、连氪灯、连续激光电源、功率计。其光学系统如图1所示
形
图1
1一気氖激光器;2-红外变像管:3一全反射镜4一光腔;5一氨灯;
6一被测Nd:YAG激光棒;7一-出端反射镜;8一功率计
3.1连续激光电源
3.1.1连续激光电源;直流电源,输出功率范围为0.5~6kW,电源输出功率不稳定度应小于1%。
3.1.2电源触发器:电压应能触发充气压为600kPa的灯
3.1.3激光电源应能连续可调,并带有水压保护开关
3.1.4在激光器旁工作者要戴防护镜,避免用肉眼直接观察激光東或从镜面反回的光
3.1.5电源功率指示仪表精度优于1.5级
中华人民共和国机械电子工业部1988-10-09批准
990-01-01实施
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GB11297.5-8
3.2氪灯
3.2.1氮灯:直管形,充气压不小于400kPa。灯弧长为100mm,灯内径为7mm,外径不大于9m
3.2.2氨灯和被测激光棒应套有截紫外光的保护玻璃管或其他滤光材料
3.3聚光腔采用金属腔,腔内反射面镀金,表面粗糙度R,的最大允许值为0.01ym。聚光腔长半轴长
17mm,短半轴长15mm,偏心率是0.47,聚光腔长100mm。
4全反射镜对波长1.06gm的光波反射率应大于9.7%
3.5輸出端反射镜对波长1.06rm的光波透过率为13%~17%
3.6连续激光器谐振腔长为400mm
3.7功率计的精度为士5%
3.8用氮氖激光器调试谐振腔,用红外变像管作显示器,可使谐振腔达到最佳状态。
4校淮
连续激光测量系统在每次测量前,需要用校准激光棒进行校验,以保证测量系统的稳定性和梢度。
4.1检查谐振腔两端反射镜膜层是否有刘伤或脱落,反射率是否有变化,若有变化则需更换反射镜膜。
4.2将反射镜装在调整架上,用氮氖激光東调整两反射镜的反射光点重合
4.3将已知特性曲线的校准激光棒裝入聚光腔,调整棒端面反射光点与谐振腔两端膜片的反射光点重
合
4.4.将功率计接收孔中心同激光束对准
4.5点燃氪灯,使输入功率大到足以使谐振腔产生桭荡并有激光输出。用红外变像管作显示器,反复调
整谐振器,使激光器处在最佳诸振状态,此时阙債功率最小。
4.6增加输入泵浦功率,用功率计测出输出功率
输出功率按式(1)计算
式中:P一输入功率,W;
Ⅰ一输入电流,A;
Vー一输入电压,V
4.7用坐标纸画出该标准棒的特性曲线,从而求出连续激光阈值和斜率效率。将此计算结果与校准棒
和已知数据比较,如两结果的相对误差在士5%的允许误差范围内,便可进行测量。否则须重新调试系
统。检査元器件是否符合要求,或更换某些元件。
5测量步骤
5.将被测激光棒用粘胶剂封装在套管里,等完全固化后,方可进行浏量
激光棒封入套管时要特别小心,切勿损坏蟥面的增透膜层,用V型槽将套管滚直,使套管与棒同
轴。封装后的激光棒端面不允许有污物存在。
5.2将封装后的激光棒装入聚光腔。
5.3用软水冷却灯和激光棒,水温应保持在15~40℃。
5.4用氮氖激光東,将两端膜片与被测棒反射光点调重合。
5.5打开电源,点燃氮灯,用4.5条的方法调整,使激光國值最小
5.6增加输入功率,用功率计测量输出功率,作出激光功率特性曲线,用4,7条的方法求出连续激光阙
值、斜率效率
5.7待输入4.5kW的功率稳定后,测出棒的输出功率
5.8测量完毕后,应逐渐降低输入功率、关闭电源,停冷却水,取出被测激光棒
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