ICS 31.030 L 90 中华人民共和国国家标准 GB/T 37275—2018 代替GB/T11297.4—1989,GB/T11297.5—1989 掺钕铝石榴石激光棒激光值及 斜率效率测量方法 Test method for lasing threshold and slope efficiency of Nd:YAG laser rods 2019-07-01实施 2018-12-28发布 国家市场监督管理总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 37275—2018 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草 本标准代替GB/T11297.4—1989《掺钕铝石榴石激光棒长脉冲激光阈值及斜率效率的测量方 法》和GB/T11297.5一1989《掺钕亿铝石榴石激光棒连续激光阈值、斜率效率和输出功率测量方法》。 与GB/T11297.4—1989和GB/T11297.5—1989相比，除编辑性修改外主要技术内容变化如下： 适用范围增加了也可用于掺钕离子的玻璃及陶瓷激光棒的测量（见第1章）； 增加了测量环境、被测激光棒的加工技术要求和安全防护要求（见4.1、4.2和4.3）； 1989的第3章）； 修改了测量步骤（见第7章，GB/T11297.4—1989的第4章，GB/T11297.5—1989的 第5章)； 增加了测量精密度要求（见第9章）。 本标准由中华人民共和国工业和信息化部（电子）归口。 本标准起草单位：中国电子科技集团公司第十一研究所 本标准主要起草人：朱建慧、仇。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： GB/T11297.4—1989; GB/T11297.5—1989。 1 GB/T37275—2018 掺钕铝石榴石激光棒激光阈值及 斜率效率测量方法 1范围 本标准规定了在波长1.06um的标准激光腔内测量掺钕亿铝石榴石（Nd：Y：Al,O12，简称Nd YAG)激光棒的连续激光阈值、斜率效率和输出功率的方法及脉冲能量、激光值及斜率效率的方法 本标准适用于测量Nd：YAG，也可用于掺钕离子的玻璃及陶瓷激光棒。 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。 GB/T1185光学零件表面疵病 GB/T11293—1989固体激光材料名词术语 3术语和定义 GB/T11293一1989界定的术语和定义适用于本文件。 4要求 4.1测试条件 除非另有规定，测试应在以下条件下进行： a）环境温度：25℃±5℃； b）相对湿度：≤85%； 测量系统应处于无明显的振动、气流和烟尘的环境中，不得有影响测量结果的干扰 4.2 2被测激光棒的加工技术要求 除特殊要求外，激光棒应满足以下要求： a）两端面平行度应优于或等于10"； b) 端面对棒轴垂直度应优于或等于5°； c） 端面表面疵病应符合GB/T1185的规定，具体要求为：B/0.8D。X0.05、C1X0.01、P0.1（B为麻 点；D。为激光棒直径，单位为mm；C为划痕；P为崩口）； (P 端面平面度在全口径90%直径范围内应优于或等于入/10，（入为632.8nm）； e) 激光晶体两端面镀增透膜，在波长为1064nm处的剩余反射率均不大于0.2%。 4.3 3安全防护 安全防护要求应符合如下规定： 1 GB/T37275—2018 a） 测试时戴防护镜，避免用肉眼直接观察激光束或从镜面反射回的激光； b) 测试设备应配有可见光的安全指示光路。 5测试原理 5.1连续激光阈值及斜率效率测试原理 采用平面一平面谐振腔测量Nd：YAG激光棒连续泵浦输人功率和输出功率的特性曲线。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。特性曲线的延长线与输人功率轴上的 交点截距即该棒的连续激光阈值，特性曲线直线部分的斜率即棒的斜率效率。 5.2脉冲激光阈值及斜率效率测试原理 采用单脉冲平面一平面谐振腔测量Nd：YAG激光棒泵浦输人能量和输出能量的特性曲线。在直 角坐标系中以输入能量为横轴，输出能量为纵轴作出此特性曲线。特性曲线直线部分的延长线与输入 能量轴上的交点截距即该棒的脉冲激光阈值，特性曲线直线部分的斜率即棒的斜率效率。 6测量装置 6.1激光阈值及斜率效率测量装置 激光阈值及斜率效率测量装置由下列元器件组成：激光电源、氨氩激光器、泵浦灯、聚光腔、全反镜、 输出镜、功率计或能量计、冷却系统，示意图见图1。 9 8 说明： 氨氛激光器； 输出镜； 全反镜； 7- 功率计/能量计； 3——聚光腔； 8 激光电源； 4 激光棒； 9—一冷却系统。 5——泵浦灯； 图1激光阈值及斜率效率测量装置示意图 6.2测量条件 6.2.1连续激光阈值及斜率效率测量条件 连续激光阈值及斜率效率测量条件如下： 2 GB/T37275—2018 a) 采用平面-平面腔，全反镜距离激光棒端面200mm，输出镜距离激光棒端面200mm，全反镜 对波长1064nm的光波反射率应天于99.8%，输出镜反射率为85%土2%； b) 聚光腔采用金属成像聚光腔： 泵浦灯采用直管型氪灯，灯弧长100mm，灯内径可参照R/R灯~1.2进行选择； d) 功率计采用热电式，不确定度小于或等于5%； e） 连续激光电源，输出功率1000W～4500W，应能连续可调，并有电压及电流表； f) 冷却系统采用压缩机制冷，冷却水温度为20℃土2℃。 6.2.2脉冲激光阐值及斜率效率测量条件 脉冲激光阈值及斜率效率测量条件如下： a) 采用平面-平面腔，全反镜距离激光棒端面200mm，输出镜距离激光棒端面200mm。介质膜 片中心波长1064nm，全反镜反射率应大于99.8%，输出端反射率为50%土2%； b) 聚光腔采用金属成像聚光腔： c） 泵浦灯采用直管型氙灯，灯弧长100mm，灯内径可参照R棒/R灯1.2进行选择； d)1 能量计采用热电式，不确定度小于或等于5%； e) 电源注人能量为0J～200J，连续可调，并带有电压表，电容100μF土5μF，重复频率为1Hz； f) 冷却系统采用压缩机制冷，冷却水温度为20℃土2℃。 7测试步骤 7.1将被测激光棒用胶黏剂封装在套管里，然后用V型槽将套管滚直，使套管与棒同轴。封装好的激 光棒端面不允许有污物存在，等到完全固化后，方可进行测量，或用“○”形圈将激光棒固定好。激光棒 封入套管时切勿损坏端面的增透膜层。 7.2将封装后的激光棒装人聚光腔，在装入过程中棒受力应均匀。然后用氨氛激光束调整光路，使激 光棒端面反射光点与谐振腔两端膜片的反射光点重合。 7.3开通冷却水，检查聚光腔是否漏水，不漏水方可进行实验，水温应保持在20℃士2℃。 7.4按激光电源操作方法打开电源，点燃泵浦灯，使输入功率大到足以使谐振腔产生振荡并有激光输 出，反复调整谐振腔，使激光器输出最大。 7.5由低到高把每一输入功率或能量和输出功率或能量测出来并记录所得数据，共测量不少于10个 点，每一点重复测量3次取平均值。 7.6测量完毕后，应逐渐降低输人功率，关闭电源，停冷却水，取出被测激光棒。 8 计算 8.1连续激光阅值及斜率效率 增加输人功率，用功率计测量激光输出功率，根据式（1)计算电源注入电功率，作出激光输出功率对 输入电功率的特性曲线，将特性曲线的直线部分延长到横轴，其交点的截距即是该激光棒的阈值；根据 式（2）计算特性曲线的直线斜率即是该棒的斜率效率。 P=IXU :(1) =△Pout/△Pin ..(2) 式中： Pim电源注人电功率，单位为瓦特(W)；