GBT13739-2011激光光束宽度、发散角的测试方法以及横模的鉴别方法.pdf 18页

'ICS31．260L51a园中华人民共和国国家标准GB／T13739—2011代替GB／T13739--1992，GB／T13740--1992，GB／T13741--1992激光光束宽度、发散角的测试方法以及横模的鉴别方法Testmethodsforlaserbeamwidths，divergenceangleandtransversemode2011-12-30发布2012-05-01实施丰瞀擞鬻瓣警糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会促10 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T13739—2011目次前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯···⋯·⋯⋯⋯一I范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯···⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·2规范性引用文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·3术语和定义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯···⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·4要目℃⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯···⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·4．1测试环境的要求⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4．2测试设备的要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4．3安全防护⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-4．4测试方法的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·4．5测试准备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··5激光光束宽度测试方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·⋯⋯-5．1激光光束宽度标准测试方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-5．2激光光束宽度替代测试方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·6激光光束发散角测试方法⋯⋯⋯⋯··⋯⋯⋯··⋯··⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··6．1测试原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”6．2测试程序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··⋯⋯···⋯⋯·⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-6．3测试结果⋯⋯⋯·······⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯·7横模的鉴别方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯····⋯⋯·····⋯⋯·⋯⋯⋯·7．1目测鉴别法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“7．2常见横模光斑图样······⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”附录A(资料性附录)本标准与GB／T13739--1992、GB／T13740--1992和GB／T13741一比较的主要技术变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯”附录B(规范性附录)小孔扫描测试方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯··i457；1235；i；一¨一¨一¨～一～一¨一¨一¨～一～一¨～¨一¨鸵¨一¨一¨一¨一～一¨一¨一¨一¨一¨．一． 标准分享网www.bzfxw.com免费下载前言GB／T13739—2011本标准按照GB／T1．1—2009给出的规则起草。本标准代替GB／T13739--1992(激光辐射横模鉴别方法》、GB／T13740--1992《激光辐射发散角测试方法》和GB／T13741--1992《激光辐射光束直径测试方法》，与GB／T13739--1992、GB／T13740一1992和GB／T13741--1992相比，主要技术变化比较大，详细内容参见资料性附录A。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会(sAc／Tc284)归口。本标准起草单位：北京光电技术研究所、中国电子科技集团公司第十一研究所。本标准主要起草人：吴爱平、段振广、卢永红、李嘉伦、罗志军、赵鸿。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：——GB／T13739--1992；——GB／T137401992：——GB／T13741—1992。 标准分享网www.bzfxw.com免费下载1范围激光光束宽度、发散角的测试方法以及横模的鉴别方法GB／T13739--2011本标准规定了激光光束宽度、发散角的测试方法以及横模的鉴别方法。本标准适用于对在均匀介质自由传播、并在传播中功率密度分布取向相同或正交的激光光束进行光束宽度、发散角的测试。本标准适用于激光辐射高斯光束的横模的鉴别。本标准不适用于列阵类半导体激光器。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。GB7247．1激光产品的安全第1部分：设备分类、要求和用户指南GB／T15313激光术语GB／T19022测量管理体系测量过程和测量设备的要求ISO11146—1激光和激光相关设备激光束宽度、发散角和束扩散率的试验方法第1部分：无象散和简单象散束(Lasersandlaser-relatedequipment--Testmethodsforlaserbeamwidths，diver—genceanglesandbeampropagationratios--Part1：Stigmaticandsimpleastigmaticbeams)ISO／TR11146-3激光和激光相关设备激光光束宽度、发散角和束扩散率的试验方法第3部分：内在和几何激光束分类、扩散和试验方法细节(Lasersandlaser-relatedequipment—Testmethodsforlaserbeamwidths，divergenceanglesandbeampropagationratios—Part3：Intrinsicandgeomet—ricallaserbeamclassification，propagationanddetailsoftestmethods)3术语和定义GB／T15313与GB7247．1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3．1实验室坐标系laboratorycoordinatesystem定义实验室坐标系的x，y，z轴规定空间三个正交方向，习惯上z轴和光束轴重合，x和y轴分别与水平和竖直方向一致，或以矩形阵列探测器的长短边方向一致，坐标原点选在z向测量参考的起点。3．2测量平面measurementplane在轴向位置(z。)进行光束功率(或能量)密度分布测量的X-Y平面称为测量平面。洼；术语“功率密度分布E(z，y，z)”属于连续波光源，在脉冲光源的情况，用“能量密度分布H(x，y，：)”代替。3．3主轴坐标系principalaxescoordinatesystem定义测量平面内光束功率密度分布的主轴坐标系的x’，y7，z轴规定空间三个正交方向，其x7轴】 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T13739--201是和实验室坐标系的x轴接近的光束宽度最大或最小的方向。如果x’和x轴的夹角为145。，则x’轴是最大光束宽度的方向。3．4功率密度分布的一阶矩firstordermomentsofpowerdistributionz"y确定光束的重心坐标。在测量平面内光束的功率(或能量)密度分布的一阶距[见式(1)、(2)]表示为：3．5z(z)一y(z)式中：E(x，y，z)——功率(或能量)密度分布。』』E(x,y,z)z出dy=言詈——————一¨E(x,y,z)dzd，千7土』：!：：：二：：竺竺＼＼E(x,y,z)dxdy功率(或能量)密度分布的二阶矩secondordermomentsofpowerdistributiont，一；，吒功率【甄舵量)掰度分币上时归一化加杈积分L见式(3)、(4)、(5)J表不为』』E(x,y,z№__)2如dy＼＼E(x,y,z)dzdyfE(x,y,z)(y一了)zdxdy＼＼E(x,y,z)dzd，』』E(z，y，z)(z—j)(y—F)dzdy杰(z)=一!=!—ii————————一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(5)＼＼E(x,y,z)dxdy洼1：角括号是运算符号。注2：吒只是一种符号表示，并不是真正的平方。该量可以取正、负或零值。3．6光束宽度beamwidthsd。，(g)，d。，(z)位于轴上z处的测量平面内，沿着光束分布主轴的光束宽度，定义为光束功率密度分布的中心二阶矩平方根的4倍[见式(6)、(7)]，表示为：d。，一4口■(z)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(6)2 标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T13739—2011式中：吁——功率(或能量)密度分布在主轴X’方向的中心二阶矩平方根。d。一4ay(2)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(7)式中：町——功率(或能量)密度分布在主轴y7方向的中心二阶矩平方根。光束宽度决定光束的几何形状，最小和最大光束宽度之间的比[见式(8)]，表示为：￡一譬⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(8)ad式中：e——光束的椭圆度；d。——最小光束宽度；d。——最大光束宽度。如果光束的椭圆度大于0．78，则认为功率(或能量)密度分布是圆形的，否则认为光束是椭圆形的。光束直径[见式(9)]表示为；3．7光束传输比beampropagationrations噬，，M；，M2激光束的光束参数(即束腰宽度和远场发散角)乘积，与相同波长TEM。。模的Gaussian光束的光束参数乘积的比值。对于椭圆形光束[见式(10)、(11)]表示为：尬一詈·生盟4式中：^——波长5如，。——主轴方向。’的束腰宽度；@。，——主轴方向-27’的光束发散角。嵋一=l“-·竽式中：d*y"o——主轴方向y’的束腰宽度；@。，——主轴方向y’的光束发散角。对于圆形光束[见式(12)]表示为：M2=詈·丁doe,式中：do——束腰直径；吼——光束发散角。砖+砖厄||od径直柬光一中＆式磊 GB／T13739—20114要求4．1测试环境的要求应该满足被测激光器和所用测试仪器使用说明书中规定工作环境条件。通常一般测试在环境温度15℃～35℃，相对湿度45％～75％的常压条件下进行；仲裁测试在环境温度(25士2)℃，相对湿度45％～55％的常压下进行。整个测量系统应处于无明显振动、气流、烟尘和杂散辐射的环境中，不得有影响测量结果的干扰。4．2测试设备的要求测试仪器设备应符合GB／T19022的要求。本标准强调以下几点：a)对光学零件的要求；测试所用光束变换和／或聚焦的光学零件要适应所测激光波长，应尽量满足无像差的要求，并要有足够的孔径，使得其所造成的总功率(或能量)损失不大于1％；b)对光衰减器的要求：测试所用光衰减器应使其对波长依赖性、偏振依赖性、角度依赖性、非线性和非均匀性最小，或可通过标定和数据处理得到一定程度的修正；c)对光学系统的要求：测试所用光学系统应尽量减少散斑和干涉效应引起的干扰，使相对功率密度分布没有明显变化；d)对探测器系统的要求：所用阵列式探测器覆盖光束短主轴方向光束宽度的像素数不应低于100。探测器的动态范围不低于8bit。需特别细心查明探测器表面的损伤阈值，以便不被激光光束击穿。应从制造者的数据或通过测量确认探测器系统的输出量(例如电压)与输入量(激光功率)成线性关系，并标定探测器系统的波长依赖性、非线性和非均匀性，使得可能经数据处理得到一定程度的修正。4．3安全防护测试过程的安全防护应符合GB7247．1的有关规定。4．4测试方法的选择测试方法的选择应根据被测激光设备和所具有的测试设备条件，由本标准规定的其中一种方法进行测试。小孔扫描方法按附录B中规定的试验方法进行。4．5测试准备测试工作应按以下要求做好准备：a)了解所测激光的输出特性和技术规范，按有关测量参数选择测薰方法，组成适用的测量系统；b)采取诸如试验装置机械振动的隔离，屏蔽外部的辐射，实验室的恒温等适当措施，使所测量结果的不确定性最低；c)应该特别小心，在高功率激光光束路径的大气环境中，确保不含有吸收激光辐射和引起被测光束热畸变的气体和水汽；d)调整测量系统和／或被测激光器，使两者共轴；e)按照实验室安全规则和激光防护要求，对场地和仪器设备检查，符合要求后方可进行测试。4 5激光光束宽度测试方法GB／T13739—20115．1激光光束宽度标准测试方法5．1．1概述按照ISO11146—1的规定，采用二维阵列探测器记录测量平面内的功率(或能量)密度分布，计算该分布的中一L"--阶矩，从而确定激光光束的宽度。称为密度分布方法，定义为标准方法。对于难于找到合适阵列探测器的激光光束宽度测量，则采用扫描探针采集图象法。用小孔探针对光束进行二维扫描采样，得到光束功率(或能量)密度分布。5．1．2阵列探测器采集图象法(CCD法)5．1．2．1测试原理测试装置见图1。利用二维阵列探测器(如面阵CCD、面阵CMOS、面阵热释电等光探测器件)，采集测量面内光束的功率(或能量)密度分布，对采集数据施加适当的背景修正。对测得的功率(或能量)密度分布计算一阶矩和中心二阶矩，再从中一6--阶矩确定光束宽度d。，(z)和d。，(z)，如果符合圆形功率(或能量)密度分布的条件，则确定光束直径d。(z)。叩．占一0，马⋯⋯一⋯＼：说明：l——激光器；2——光束变换衰减系统；3——CCD接收器；4——计算机；5——cCD式激光束诊断分析系统。图1CCD法测定光束宽度的装置5．1．2．2测试程序测试程序按下列步骤进行：a)激光器至少预热1h(或按制造商说明)，达到正常工作；b)按照光束和探测器尺寸，确定是否需要对光束进行变换，并选择合适的光学系统；c)根据被测激光的强度和探测器的饱和阈值，选择合适衰减量，以充分利用探测器的动态范围d)确定测量面的轴向位置z，采集光束功率(或能量)密度分布的数据(即光斑图象)；e)在每个位置至少重复5次，以确定所测得的光束宽度的平均值和标准偏差。5．1．2．3测试结果测试结果按下列步骤得到：a)在计算光束宽度前，应对测量的功率(或能量)密度分布进行背景校正。5甲 b)计算光束功率(或能量)密度分布的一阶矩和二阶矩，重要的是需要找出合适的积分面积(称为积分面积的数据子集)，见图z。可用如下迭代程序寻找该数据子集并得到最后结果；1)由初始假设的积分面积开始，完成式(1)～式(5)的积分，给出近似的光束重心和光束在x和y轴方向的宽度；2)新的积分面积的中心选在光束的近似重心，积分的尺寸为x和y方向光束宽度的3倍，在这样的积分面积上完成式(1)～式(5)的积分。得到更近似的光束重心和光束的宽度；3)重复迭代直到获得收敛的结果。c)利用式(13)～式(15)求出最大或最小光束宽度方向和实验室坐标相同x轴之间的夹角(即光束功率密度分布的方位角)。对于《≠a：[见式(13)]，表示为：如，=扣me每)式中：f——光束功率密度分布的方位角。对于《一t[见式(14)、(15)]，表示为：P=sgn(d：){sgn(吒，一南⋯········⋯⋯·⋯‘14、d)对光斑图象进行旋转角度拿的坐标变换，得到E(r’，，4，：。)。e)对E(z’，，’，z。)按5123b)给出的迭代程序得到合理的积分面积和收敛的结果。＆此时白勺畦，一o。D根据光束功率密度分布的中心二阶矩，接式(6)和式(7)计算光束宽度d。，和d。，。如果光束的最小和最大宽度满足式(8)，则按式(9)计算光束直径d，。图2积分区513扫描探针采羹雷最测试方法5131测试原理测试装置见图3。对于难于找到合适阵列探测器的激光光束宽度测量，采用扫描探针采集图象法6 GB／T13739—2011在功率(或能量)探测器前放置一针孔组成采样探针，利用探针对光束进行二维扫描采样，也可以得到光束功率(或能量)密度分布。5．1．3．2测试程序按5．1．2．2的规定。a)探测器示意图说明：1——光柬横截面；2——探针；3——小孔；4——转台；5——平动；6——转动；b)翻■示意图7——激光束；8——小孔；9——探测器；10——第一反射面}11——中空管；12——第二反射面。图3扫描探针采集图象法测定光束宽度的装置5．1．3．3测试结果由测得的功率密度分布计算光束宽度或直径，按5．1．2．3的规定。注1：对于圆对称的高斯光束，利用探针经过光束中心的一维扫描，得到沿光束直径的剖面内归一化功率分布曲线即可以得到光束直径。注2：应该细心以确保在整个扫描周期的激光输出在空域和时域是稳定的。5．2激光光束宽度替代测试方法5．2．1概述按照ISO11146—3的规定，利用激光功率(或能量)计，测量激光光束特定面积占总功率(或能量)的百分比，从而得到激光光束的宽度或直径，称为透过功率方法。这些方法，使用设备简单，但能够测量光束宽度或光束直径，其精度在许多情况是可以接受的。定义为替代方法。5．2介绍的计算方法不是基于确定空间功率分布函数的二阶矩，但是至少对几种情况(见表1)已经证实，使用本部分中的任一替代方法与本标准第5章中的标准方法确定的光束传输比，其结果之间存在以下相关性[见式(16)]，表示为：厕7一q(撕盯一1)+1式中：矗——替代方法i和标准方法之间的相关因子；M：——按替代方法i得到的光束传输比。7 GB／T13739--2011表1替代方法的相关系数替代方法相关系数c。可变孔径法(见5．2．2)1．14移动刀口法(见5．2．3)O．81移动缝隙法(见5．2．4)O．95注：这些相关系数“经证实，适用于具有稳定谐振腔结构的气体激光光束，功率达10W(CO：激光光束功率可达1kW)和最高光束传输比M2=4的无像散光束。对于更高M2值和其他类型的激光，相关因子有待验证。利用这种光束传输比之间的关系，对于测定的光束宽度或直径，可以依赖M2的相关因子，确定激光光束宽度或直径[见式(17)]，表示为：以=矗[Ci(属一1)+1]式中：d。——按替代方法i测得的光束宽度或光束直径。下面将对这三种方法逐个予以说明。5．2．2可变孔径测试方法5．2．2．1测试装置测试装置见图4。说明：1——激光器；2——光束；3——可变光阑4——探测器。图4可变孔径法测定激光光束宽度的装置5．2．2．2测试原理该方法基于高斯光束直径的定义。可变光阑位于测量平面用来确定透过功率，其透过功率是孔径直径的函数。通过缩小孔径的直径，透过总功率(或能量)86．5％时的直径是未修正光束直径。洼：本方法适用于圆形功率密度分布的光束。5．2．2．3测试程序测试程序按下列步骤进行：a)不加光阑，或光阑孔径增大到使光束全部透过时，记录光束总功率(或能量)P0(Qo)；b)可变光阑作为测量乎面必须垂直于光束轴，调整可变光阑的测量孔对中在光束轴上，精度至少是测量光束估计宽度的10％。对中方法是减小可变光阑的孔径到大约80％功率透过，并移动孔径到最大功率(或能量)透过}c)以每步透过功率(或能量)减少5％的步距减小通光孔径尺寸，在读数为总功率(或能量)的8 GS／T13739—201186．5％时，记录其上一步和下一步的孔径尺寸(d，，d：)，和相应的功率(或能量)读数(P1，P。)或能量读数(Q，，Q2)；d)至少测量5次，每次按5．2．2．4的规定计算，最终求出结果的平均值和标准偏差。5．2．2．4测试结果根据内插公式，计算未修正的光束直径[见式(18)3，表示为：d。。5一d。+[(P舶。一Pt)·(比一d。)／(P：一P。)]“式中：d。。——可变孔径法未修正的光束直径；P。。总功率(或能量)的86．5％。根据修正公式计算相应的光束直径[见式(19)]，表示为：d。=d8ss—忑=≥=[1．14(~／M：。；一1)+1]⋯⋯⋯⋯“√噬。。式中：d。——可变孔径法根据修正公式计算的光束直径；M。——可变孔径法的光束传输比。5．2．3移动刀口测试方法5．2．3．1测试装置测试装置见图5。说明：1——刀口；2——光电采集器3——光束；4——移动台；5——测微器。图5移动刀口法测定光束宽度的装置5．2．3．2测试原理在固定的大面积探测器前，移动刀口切割光束，使探测器测出的功率(或能量)是刀口位置的函数。84％和16％透过功率(或能量)所对应的两个刀口位置之间距离的2倍，是未修正的光束宽度。注1：当涉及椭圆形光束时，刀口移动方向应该和光束主轴重合。洼2：刀口长度不得小于光束估计宽度的2倍。9)M坶( GB／T13739—20115．2．3．3测试程序测试程序按下列步骤进行：a)记录刀口完全在光束之外时的光束功率(总功率)(或能量)；b)移动工作平台，直到x轴刀口透过功率(或能量)降低到总功率(或能量)的84％，记录移动平台的位置读数(z，)；c)继续移动工作平台，直到刀口透过功率(或能量)降低到仅为总功率(或能量)的16％，记录移动平台的位置读数(z：)；d)至少测量5次，每次按5．2．3．4的规定计算，最终求出结果的平均值和标准偏差。5．2．3．4测试结果计算未修正的光束宽度[见式(20)]，表示为：d^一2·lz2一z1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(20)式中：dt——刀口法未修正的光束宽度。根据修正公式计算相应的光束宽度[见式(21)]，表示为以刮·志凹·8“俩式中：d。——刀IZl法根据修正公式计算的光束宽度；Mr一刀IZl法的光束传输比。5．2．4移动狭缝测试方法5．2．4．1测试装置测试装置见图6。说明：1——移动狭缝；2——光电采集器3——光束；4——移动台；5——测微器。图6移动缝隙法测定光束宽度的装置 5．2．4．2测试原理GB／T13739—2011固定在移动台上的一个狭缝，放置在固定的大面积探测器的前面用来切割光束。使得探测器测量的透过功率(或能量)是狭缝位置的函数。透过功率为最大功率(或能量)的13．5％时，所对应的狭缝两个位置之间的距离，是未修正光束的宽度。注1：当涉及椭圆形光束时，狭缝移动方向应该和光束主轴重合，确定主轴方向的光束宽度。注2：狭缝长度不得小于被测光束估计宽度的2倍，狭缝的宽度小于被测光束宽度的1／20。5．2．4．3测试程序测试程序按下列步骤进行：a)垂直于光束轴放置狭缝，横向移动工作平台，找出最大透过功率(或能量)的位置，并记录功率(或能量)为读数1；b)在最大透过功率位置的两侧，找出透过功率(或能量)为最大透过功率(或能量)(读数1)的13．5％的位置，分别记录位置(z，)和(z：)；c)至少测量5次，每次按5．2．4．4的规定计算，最终求出结果的平均值和标准偏差。5．2．4．4测试结果狭缝两个位置之间的距离为未修正的光束宽度[见式(22)]，表示为d，一lz2一zll式中：d，——移动狭缝法未修正的光束宽度。根据修正公式计算相应的光束宽度[见式(23)3，表示为以刮s‘志印·吲厕式中：d，——移动狭缝法根据修正公式计算的光束宽度；M-移动狭缝法的光束传输比。6激光光束发散角测试方法6．1测试原理在聚焦元件的焦平面上测试激光光束宽度或光束直径，确定光束发散角。注：聚焦透镜后的束腰不在聚焦透镜的后焦面，确定聚焦透镜的焦距和焦平面位置应标定。6．2测试程序用无像差聚焦元件变换激光光束，以聚焦元件的后焦平面为测量面，按第5章的测量方法，求出激光光束宽度d。，，，d。一，和激光光束直径dF。6．3测试结果利用下式确定相应的光束发散角[见式(24)、(25)、(26)J，表示为：@。一争⋯⋯⋯⋯⋯⋯(24)11 GB／T13739—2011式中：d。，，——焦平面上x7方向上的光束宽度；，——聚焦透镜的焦距。式中：d。一，——焦平面上y7方向上的光束宽度。式中：dF——焦平面上的光束直径。7横模的鉴别方法7．1目测鉴别法％，一掣晚一譬目测漫反射光斑，根据光斑图样鉴别横模模式。注1：被鉴别激光在可见光范围内。注2：被观察平面必须是漫反射面。注3：激光器类别在3B类以下。7．2常见横模光斑图样激光的横模一般用TEMmn来标记。其中m、n为横模序数。基模和几个高阶模的花样见图7和图8。12●的¨享器TEM20TEM03TEMll图7方形镜球面腔光斑图样示例●@◎●◆TEM00TEM0lTEM02TEMl0■▲■◆TEM20图8圆形镜球面腔光斑图样示例l：：l GB／T13739—201附录A(资料性附录)本标准与GB／T13739--1992、GB／T13740--1992和GB／T13741--1992比较的主要技术变化A．1与GB／T13741--1992比较的主要技术变化本标准与GB／T13741一1992相比，主要技术变化为：——增加了有关“实验室坐标”、“测量平面”、“主轴坐标系”、“功率密度分布的一阶矩”、“功率密度分布的二阶矩”、“光束宽度”和“光束传输比”的术语和定义(见3．143．7)；——增加了“要求”一章(见第4章)；——删除了有关“激光器”、“激光辐射”、“光束发散角”、“高斯光束”、“光束直径”、“束腰”、“光学谐振腔”、“稳定[谐振]腔”、“基横模”、“[表面一点的]辐照度”、“连续波”、“脉冲激光器”、“输出功率的稳定度”和“输出能量的稳定度”的术语和定义(1992年版第3章)；——删除了套孔法(I)、套孔法(1I)(1992年版4．1～4．2)；——将“小孔扫描法”改为“小孔扫描测试方法”并变更内容(见附录B，1992年版4．3)；——删除使用本标准应注意的问题(1992年版第5章)；——增加了激光束宽度测试方法(见第5章)；——删除防护措施(1992年版第6章)A．2与GB／T13740--1992比较的技术变化本标准与GB／T13740--1992相比，主要技术变化为：——增加了有关“实验室坐标”、“测量平面”、“主轴坐标系”、“功率密度分布的一阶矩”、“功率密度分布的二阶矩”、“光束宽度”和“光束传输比”的术语和定义(见3．1～3．7)；——增加了“要求”一章(见第4章)；——删除了有关“激光器”、“激光辐射”、“光束发散角”、“高斯光束”、“光束直径”、“束腰”、“光学谐振腔”、“稳定[谐振]腔”、“基横模”、“[表面一点的]辐照度”、“连续波”、“脉冲激光器”、“输出功率的稳定度”和“输出能量的稳定度”的术语和定义(1992年版第3章)；——删除了套孔法(I)、套孔法(Ⅱ)(1992年版4．1～4．2)；——将“小孔扫描法”改为“小孔扫描测试方法”并变更内容(见附录B，1992年版4．3)；——删除使用本标准应注意的问题(1992年版第5章)；——删除防护措施(1992年版第6章)；——增加了激光光束发散角测试方法(见第6章)。A．3与GB／T13739--1992比较的技术变化本标准与GB／T13739--1992相比，主要技术变化为：——增加了有关“实验室坐标”、“测量平面”、“主轴坐标系”、“功率密度分布的一阶矩”、“功率密度分布的二阶矩”、“光束宽度”和“光束传输比”的术语和定义(见3．1～3．7)；——增加了“要求”一章(见第4章)；——删除了有关“激光器”、“激光辐射”、“基横模”、“高斯光束”、“高斯线型”、“横模”和“纵模”的术13 GB／T13739--2011语和定义(1992年版第3章)；——修改了目测鉴别法(见7．1～7．2，1992年版4．1)；——删除照相鉴别法(1992年版4．2)；——将“常见的横模光斑图样”改为“常见横模光斑图样”(见7．2，1992年版4．3)——删除频谱分析鉴别法(1992年版4．4)；——删除防护措施(1992年版第5章)。 B．1测试原理附录B(规范性附录)小孔扫描测试方法GB／T13739—2011本方法规定了激光光束宽度的测试方法。测试装置见图B．1。在功率(或能量)探测器前放置一小孔，使小孔沿光束最大和最小宽度方向扫描，得到光束宽度剖面内最大功率(或能量)归一化的分布曲线。112净厂队说明：1——待测激光柬；2——小孔；3——探测器；4——X-Y记录仪；5——扫描驱动器。B．2测试程序图B．1小孔扫描测试方法装置示意图测试程序按下列步骤进行：a)将小孔置于激光光束的测量平面(z。)处，使小孔沿光束的最大宽度x’方向扫描，得到该扫描方向的最大功率(能量)归一化分布曲线。在分布曲线的两侧，找出功率(能量)为86．5％处的坐标zi和z；，得到：d。，一Iz；一z；l为光束最大宽度；b)使小孔沿光束的最小宽度y’方向扫描，同步骤a)，得到：由一lY：一y；I为光束最小宽度。'