YY／T 0756-2009标准规范下载简介：

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YY／T 0756-2009 光学和光学仪器 激光和激光相关设备 激光光束功率（能量）密度分布的试验方法.pdf

重心位置 centre of gravity 质心位置 centroid position （，） 在位置之的一阶矩。 注：更详细的定义参见GB/T15313—2008。 3.2.4 光束宽度 beamwidths dar(z),de,(z) 在位置，和方向上的光束宽度为d（）和d（），它们等于功率（能量）密度分布关于质心二 阶矩平方根的4倍。 注1：更详细的定义参见GB/T15313一2008和ISO11146 注2：ISO11146中的条款适用于以下定义和测量： a）二阶矩光束宽度da和day; b 根据透过u%总功率（能量）密度的最小中心狭缝宽度确定光束宽度d和dy（通常u=86.5）； 扫描狭缝法测量的光束宽度dr和dy，它们是根据透过功率密度降低至0.135Ep的位置之间距离确 定的； d） 根据一个移动刀刃在0.84P和0.16P挡位置之间的距离测量的光束宽度d和d； 的相美因

光束椭圆率（光束偏心率）beamellipticity（ecc

有效辐射区域effectiveirradiationarea

A（） 在位置之，功率（能量）密度超过阈值功率（能量）密度的辐射面积。 注1：考虑到有各种形状的分布GB/T 14698-2017 饲料原料显微镜检查方法，例如：空心“圆环"类型，有效辐射区域没有根据dar或da,光束宽度来定义。 注2：参见值功率（能量）密度（3.1.7）

在位置之，功率（能量）密度超过阅值功率（能量）密度的辐射面积。 注1：考虑到有各种形状的分布，例如：空心“圆环"类型，有效辐射区域没有根据dar或da,光束宽度来定义。 注2：参见阅值功率（能量）密度（3.1.7)

E,()[H,()]

可以表示为小数或百分比 注2：通过对设定阅值限值之间光束面积的积分，本定义可以对任意形状的光束轨迹用均匀性来进行量化。因 可以对总的光束功率（能量)的不同部分来测量均勾性，而无需明确规定窗口大小或无需提到分布的形状再 小。从而使用3.2.2和3.2.10中的公式，可以不用考虑分布的形状或大小等就可以表述为：“使用=0.3的 定时，可以知道在位置，85%的光束功率（能量)对它的均值具有±4.5%r.m.s.的均匀性”。

平顶均匀性plateauuniformity

边缘陡度edgesteepnes

分别对应于功率（能量）密度在0.1Emx（z）[Hmr（z）和0.9Emax（z）[Hmx（z）的有效辐射面积 Ai.（）和Ai.（）之间的归一化差值

A6.,(z) 0

A6.,() 0

图1给出了一维均匀功率密度分布的Emx、E，P,A,、F,U，和s参数图示说明

拟合粗糙度 roughness of fit R 理论拟合与测量分布之间的最大偏差 Emax 其中E为拟合的理论分布 0

图1一维均匀功率密度分布E（x）的图示

，y，笛卡尔坐标轴规定了光束轴系的正交空间方向。轴和y轴与光束垂直并确定了光束 截面。光束沿着之轴传播，之轴的原点位于激光器制造商给定的y参考面上，例如激光器外壳的 面。对于椭圆光束，分布的主轴相应地与轴和y轴重合。对于分布的主轴相对实验坐标系有旋 青况，ISO11146中用方位角$描述实验坐标系坐标轴旋转的条款适用。

5根据测量的空间分布推导出的特征参数

在定义3.2.1～3.2.12中，必须对E（a，y)>E,r或Hr，y)>H，r的所有（，y)位置计

～3.2.12中，必须对E（，y)>E,r或H（，y)>H,r的所有（，y）位置计算求和积

分。对于截取求和积分，“阈值削波”（thresholdclipping）法与ISO11146中计算二阶矩光束宽度的 99%功率（能量）空间窗口截取（spatialaperturetraction）法不同。在使用“阈值削波”法之前，必须对测 量的信号应用适当的本底消除法。根据3.1.7的注，通常在测量时当E汀或H汀略大于本底噪声峰值就 选择的值。 注：由于实际激光光束的横向尺寸有限，并且用于测量其功率密度分布的探测器的空间分辨率有限，因此，本标准 的计算中使用的定义应该更加精确地包括离散有限和而不是包含连续积分。使用有限的积分，原因在于该积 分比求和具有更紧的形式，并且通常实际上也是这么使用的。关于实际积分限值的选择方面的更多信息，请 参见10.1

对于测量分布的理论拟合，下列方法比最小二 乘法1优先使用。通过测量可以确定5个参数：质心 立置（α，y），光束宽度d.和d以及总光束功率（能量)P（Q），然后使用这些数据作为理论分布E/（，y） 的质心，标准差和归一化（曲线下面积）的最佳估计。 可以进行拟合的常见分布的函数形式举例如下：

当n=2，3，时，拟合成超高斯函数。 均匀（平顶、帽顶或矩形)函数

E(r.y)=Erer

通过在光束中放置空间分辨率探测器测量功率（能量）密度分布E（α，y)[H（α，y)，或者直接在 光束中测量辐照度。直接在之位置处放置探测器，探测器平面与光束传播方向垂直，或者用合适的光 学成像系统将在位置之的光束投射到探测器平面中。需要测量稳定的功率（能量）密度的分布。对于 功率（能量）瞬态波动的激光器，必须使用平均功率（能量）密度。在完成测量E（，y)[H（α，y)后，从 3.2给出的定义中计算表征光束功率（能量）密度分布的参数

1）拟合位置的最小二乘法在所有分布区域的权重相同。对于很多分布，两翼和中央区域的权重相同并不合适

为了测量激光光束的功率（能量）密度分布，可以使用任何具有高空间分辨率和高动态范围的测量 装置。 定量测量激光光束功率密度分布的常用方法包括：一维和二维矩阵照相机阵列，单轴和双轴扫描针 孔，单轴扫描狭缝或力刃技术，通过可变光阑进行传输和用反射、荧光、磷光和胶片曝光的二维密度测 定法。

激光光束应该与测量系统的光轴同轴，为此可以采用合适的光学调准装置。必须确认在测量期间 光束指示的任何变化都不会对测量所需的精度有影响。 必须正确安放分束器、衰减器和成像透镜等光学元件，使得光轴通过光学元件的几何中心。应当注 意避免系统误差。反射光、外界的背景光、热辐射或空气流动都是潜在的误差来源。 光学系统的视场必须覆盖激光光束的整个横截面，被前除部分或衍射损失必须小于总光束功率或 能量的1%。 在初始准备工作完成后，必须对激光光束是否全部照射到探测器表面进行评估。为了检验该项，可 以在光路中的每个光学元件和探测器前放置不同直径的光阑。当光阑使激光降低5%时，其直径应该 小于光学元件孔径的0.8倍。

为了确保所有可能的误差对所测参数的影响很小，需要采取一系列适当的措施，例如测试装置采 学和声学隔离、屏蔽外来辐射、控制实验室温度的稳定、选用低噪声放大器。 特别要注意确保高功率（能量)激光光束所经过的空气环境里不存在能吸收激光辐射和导致光束 能量）密度分布热失真的气体或蒸汽

测量激光束功率（能量）密度分布参数需要使用与所检测激光波长相对应的高空间分辨率和高信噪 比的功率（能量）计。测量的精度直接与探测器系统的空间分辨率和信噪比有关。下述各条必须遵守执 行，并做适当记录。 必须根据生产商所提供的数据或者根据与规定激光波长相对应的测量，确定探测器对输入激 光功率（能量）的饱和水平、信噪比和线性度。必须使探测器或光阑对波长的依赖性、非线性或 非均匀性减少到最小，或者通过一个校准程序来进行校正。 传感器的动态范围必须大于100：1。 为了得到足够的空间分辨率，必须使用2500个以上空间非重叠的数据点（，y）来标记一个 信号。 必须注意确认探测器表面对相关波长和脉冲宽度的功率（能量）密度损坏阈值，以免激光光束 超过该值， ISO11146中描述用于测量光束宽度的可变光阑、扫描狭缝和力刃的方法，也适用于测量位置 &处的光束振幅分布。 当使用扫描仪器来测定功率（能量）密度分布函数时，必须注意确保在整个扫描周期内激光输 出在空间和时间上是稳定的。

当测量脉冲激光光束时，为了确保在取样期间光束参数不发生变化，要测量触发延退时间和取 样间隔，并记录在测试报告中

如果光束横截面积大于探测器面积，或者探测器系统不能放在位置乙的平面上，必须用一个合适 的光学系统将位置Z处的激光光束横截面成像在探测器表面。在这种情况下，必须标注所采用的成像 系统的放大（缩小）倍数。 必须选择对激光波长合适并且无像差的光学元件。可能需要使用衰减器来减小探测器表面的激光 率（能量）密度。当激光输出功率（能量）密度超过探测器的工作（线性）范围或损坏阀值时，必须使用 光学衰减器。光学衰减器对波长、偏振方向和角度的依赖性，以及非线性，非均匀性，必须减少到最小， 或者通过一个校准程序来进行修正。 使用的光学器件必须不能明显地影响相对功率（能量）密度的分布。当将激光光束成像在探测器表 面时，必须在评估过程中考虑放大（缩小）倍数 必须注意确保不能通过探测器或探测器系统引人足够影响被测的功率（能量）密度分布的效应，例 如激光光束的杂散反射、散射或十涉。例如，在矩阵探测器的情况下，可能通过传感器窗口引入这样的

如果制造商没有其他规定，则在测量前必须对激光器和传感器装置预热1h。必须根据制造商的 规定来确定工作条件。 阻断所有（a，y)位置的光束后，记录E（，y)>0或Hε（，y)>0的背景信号，根据背景噪声水 平，对探测输出信号和数据采集电子仪器之间进行调整， 为了在光束参数（见9.3.2)计算中补偿正负噪声振幅，应检查信号中负噪声的峰值是否被探测器系 统剪除。 必须调整探测器电子读数系统的增益，以便能够使用测量系统的满档线性动态范围。必须通过使 用衰减器（见8.5）和（或）探测器电子仪器的增益控制来调整信号对测量系统动态范围的高度，以确保信 噪比至少为100：1。

必须进行空间校准，例如在位置处垂直于光束传播方向的光束中放置尺寸已知的光阑或其他避 挡物体，并且根据探测器的记录测量其有效尺寸。当使用成像光学元件将平面成像在位置处的探测 器表面上时，所选择的遮挡物尺寸必须能有效地降低像的衍射效应，这可以通过选择成像系统的分辨率 来实现。在位置直接放置传感器的布置中，必须将遮挡装置与传感器有效的接触，从而可以使边缘 衍射效应降至最低，

9.2.2功率「能量1校准

如果需要功率（能量）密度分布的绝对值，必须对功率（能量）进行校准：首先记录未校准的功率。 密度分布E'（，y)[或H'（a，y)，然后计算未校准的总积分功率密度P（未校准的总积分能量 Q。

对连续波光束：P'=E（a，y)drdy 对脉冲光束:H'=JH'(α,y)dardy 然后在位置之处用一个合适的校准过的仪器对总光束功率P（脉冲能量H）进行独立测量， IB/T6860一1993和ISO11154中的条款适用于单元辐射探测系统和位置处光束功率P和脉冲能量 Q的测量方法。该测量方法给出了功率（能量）密度分布的绝对值校准： 对连续波光束：E(，）= ,E'（，y) D/

对连续波光束：E（ry）= BE(r,y QH'(a,y) 对脉冲光束：H（,y）：

9.3数据记录和噪声修正

在去除阻断重新打开激光光束后，必须测量和记录功率（能量）密度分布Emas（，y)[或Hmes（α，y)]。 对于脉冲激光，必须在9.3的内容中用能量密度H代替功率密度E。在脉冲激光的情况下，必须注意 在总的脉冲期间能量是累积的。 根据条款第9章和条款第10章必须进行至少10次的独立测量，同时必须计算所有的值和标准差 并且必须在试验报告中给出。对于暂态波动的激光光束曲线，可以通过对至少10次Eas（α，y）或 Hmas（，y）独立数据进行平均来对分布进行时间平均测量。 记录为Emas（r，y)或Hmas（a，y)的信号能被分为两部分之和：试验中由光束产生的功率（能量）密 度分布E（，y)[或H（，y)真值和由其他源如外界、环境辐射或者由传感器本身产生的非均匀背景 图E（·）

Emes(r,y)=E(r,y)+Ep(r,y)

对于适用于3.2.3和3.2.4中定义参数的背景修正条款，见GB/T15313一2008和ISO11146。当 平估3.2.1、3.2.2和3.2.73.2.14中定义的光束参数时，必须用背景修正程序来消除分布两侧在积分 求和)中占主导的噪声。必须通过减去背景图或所记录信号的平均背景来进行背景修正。对于在传感 器整个区域都具有一个恒定背景水平的探测系统，根据9.3.3能够使用减去平均背景水平来进行修正。 在其他情况下，必须根据9.3.2的规定减去整个背景图

9.3.2通过背景图减法进行修正

使用完全相同的试验布置，必须 ）密度分布“信号图”之前记录下“暗像”背景 （，y）。对于连续激光器，必须在光束从激光外壳出口的位置处阻断光束。对于脉冲激光器，可 不触发激光时获得数据。 使用背景图减法，修正后的分布为：

注：在暂态波动残留环境辐射投射到探测器上并可能使结果失真的情况下， 必须连续测量背景图和信号图。对于 脉冲激光器或带有快速光闸的连续激光器，使用探测器系统的连续采样周期，并结合在线背景减法来进行这科 测量。 作为背景减法的结果，在修正后的功率（能量）密度分布中可能存在负的噪声值。为了允许对正负 噪声幅值进行补偿，必须在后面的评估中包括这些负的数值。 减去背景图并不一定会导致零点的基线偏移，即使是较小的基线偏移也会在评估表征测量的功率 （能量）密度分布的参数中产生较大的误差。 必须注意将这些基线偏移误差减少到量小

GB 30187-2013 铜及铜合金熔铸安全设计规范9.3.3通过平均背景减法进行修正

对于在传感器整个区域都具有一个恒定背景水平的探测系统，能够通过减去平均背景水平来进行 测量分布的修正。 对背景分布E：（α·y)进行至少M≥10次测量，在探测器区域上进行平均，推导出探测器区域上平 均探测器背景水平E

其中N是探测器上独立（t，y)数据记录点的总和。 使用平均背景减法，修正后的分布为：

10.1选择和优化积分限值

这些条款适用于选择积分限值，这些积分限值是针对描述3.2.1、3.2.2、3.2.7～3.2.14、3.3.3和3.3.4 中所定义功率（能量）密度分布的参数求和而言。对于适用于3.2.3和3.2.4中所定义参数的条款，请见 GB/T15313—2008和ISO11146。 为了在预期的测量不确定度范围内，表征功率（能量）密度分布参数的计算结果必须不受所选择的 用于测量的阅值分数n影响。必须通过改变㎡值的5%～10%，例如自n=0.01至n=0.011和重新计 算相关的参数来检查计算不受设定阈值E，或H，的影响。如果差值大于预期的测量不确定度，必须 选择另一个阅值来计算。应重复这个步骤直到找到一个使计算参数稳定的值。 既然3.2.7、3.2.9~3.2.14中定义的所有参数必须不受用于测量功率（能量）密度分布的激光功率 （脉冲能量）影响，可以通过均匀地改变位置处y平面的功率（能量)P（Q），并且检查重新计算的值 是否保持在预期的测量不确定度范围内来确认探测系统的自检一致性。 例如，必须确认3.2.2中f，=P，/P（或f，=Q，/Q)有一个接近均匀性的值，并且在位置2对于激 光功率（脉冲能量）出现较小的变化时（警如20%之内）仍然保持稳定。通过使用一个单独校准过放置 在位置之处的光束功率（能量）监视器的数值与已测量值进行比较，能够检查用于计算P，（Q，）的了的 有效性。9.2.1和9.2.2中描述了探测系统空间和功率（能量）校准的步骤。

HJ 846-2017 排污许可证申请与核发技术规范 钢铁工业10.2控制和优化背景修正

必须使用修正后的功率（能量）密度分布来计算3.2中定义的参数。必须通过改变阈值检查平均背 景是否合理地置零，并且检查表征功率（能量）密度分布的参数是否具有足够的稳定性。 必须通过在5%～10%的范围内改变E，或H，r设定值，并且重新计算表征功率（能量)密度分布的 参数来检查用于背景图和平均背景减法修正步骤的有效性。如果差值大于预期的测量不确定度，则可 能需要采用另一个背景修正并进行优选。在预期的测量不确定度范围内，表征功率（能量）密度分布参 数的计算结果必须不受所选择的用于测量的阈值分数?影响。

应记录下列试验结果，并且应包含以下信息 试验机构的名称：