ГОСТ Р 58563-2019

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

                                      ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ




                                               НАЦИОНАЛЬНЫЙ                             ГОСТР
                                                      СТАНДАРТ
                                                   РОССИЙСКОЙ
                                                                                        58563—
                                                    ФЕДЕРАЦИИ                           2019
                                                                                        (ISO/TR 22588:2005)



                                                   Оптика и фотоника

                          ЛАЗЕРЫ И ЛАЗЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

                                     Методы измерения поглощения
                                      оптическими компонентами

                                           (ISO/TR 22588:2005, O p tics and p h o to n ic s —
                          Lasers and laser-related e q u ip m e n t — M easurem ent and evaluatio n
                           o f a b s o rp tio n -in d u c e d e ffe c ts in laser o p tic a l co m p o n e n ts, MOD)




                                                          Издание официальное




                                                                        Москва
                                                                    Стандартинформ
                                                                         2019




проведение сертификации

ГОСТ Р 58563—2019


                                          П ред и сл ови е

     1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-иссле­
довательский институт физической оптики, оптики лазеров и информационных оптических систем
Всероссийского научного центра «Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова» (ФГУП
«НИИФООЛИОС ВНЦ «ГОИ им. С.И. Вавилова») на основе собственного перевода на русский язык
англоязычной версии документа, указанного в пункте 4

     2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 296 «Оптика и фотоника»

     3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому ре­
гулированию и метрологии от 27сентября 2019 г. N9 811-ст

      4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному документу
ISO/TR 22588:2005 «Оптика и фотоника. Лазеры и связанное с ними оборудование. Измерения и оцен­
ка воздействия абсорбции на оптические компоненты» (ISO/TR 22588:2005 «Optics and photonics —
Lasers and laser-related equipment — Measurement and evaluation of absorption-induced effects in laser
optical components», MOD) путем внесения технических отклонений, которые выделены по тексту кур­
сивом. а также изменения его структуры для приведения в соответствие с правилами, установленными
в ГОСТ 1.5— 2001 (подразделы 4.2 и 4.3).
      Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного между­
народного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5—2012 (пункт 3.5).
      Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного в нем международ­
ного документа приведено в дополнительном приложении ДА.
      Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, ис­
пользованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в допол­
нительном приложении ДБ

     5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

     6 Некоторые элементы настоящего стандарта могут быть объектами патентных прав. Междуна­
родная организация по стандартизации (ИСО) не несет ответственности за установление подлинности
каких-либо или всех таких патентных прав




     Правила применения настоящ его ста н д а р та установлены в с т а т ь е 26 Федерального закона
о т 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об из­
менениях к настоящ ему ста н д а р ту публикуется в ежегод 1Юм (по состоянию на 1 января текущ его
года) информационном указателе «Национальные стандарты », а официалы 1ый т е к с т изменений
и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты ». В случае
пересмотра (замены) или отм ены настоящ его ста н д а р та соотве тствую щ е е уведомление будет
опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информациошюго указателя «Национальные
стандарты ». С оответствую щ ая информация, уведомление и т е к с т ы размещ аются та кж е в ин­
формационной систем е общего пользования — на официальном са й те Федерального а ге н тс тв а по
техническому регулированию и метрологии в с е ти И н те р н е т (www.gost.ru)




                                                               © ISO, 2005 — Все права сохраняются
                                                              © Стандартинформ. оформление. 2019

     Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и рас­
пространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническо­
му регулированию и метрологии
II

ГОСТ Р 58563—2019


                                                                       С одержание

1 Область применения........................................................................................................................................ 1
2 Нормативные ссы лки........................................................................................................................................1
3 Поглощение....................................................................................................                                             2
4 Искажение.......................................................................................................................................................... 8
5 Показатель преломления и двулучепреломления..................................................................................... 12
6 Распространение п учка .......................................................................                                                                   14
7 Значение порога лазерного разрушения (ПЛР) ...............................                                                                                       15
8 Пояснение.........................................................................................................................................................16
Приложение ДА (справочное) Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой
                 примененного в нем международного документа............................................................ 17
Приложение ДБ (справочное) Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов
                 международным стандартам, использованным в качестве ссылочных
                 в примененном международном стандарте.......................................................................18
Библиография................................................................................................................................................... 19

ГОСТ Р 58563—2019


                                          В ведение

      В настоящем стандарте представлены стандартные методы измерения поглощения, позволяю­
щие избежать конфликтных ситуаций между пользователями и поставщиками оптических компонентов.
      При падении лазерного пучка на оптический компонент происходит поглощение определенного
количества энергии. В зависимости от интенсивности лазерного пучка и поглощающей способности
материала компонента температура компонента будет повышаться неравномерно. Даже если лазер­
ный пучок с равномерным распределением интенсивности заполняет всю площадь компонента, на по­
верхности будут созданы температурные градиенты. За исключением случаев, когда материал имеет
незначительный коэффициент расширения, температурные градиенты приводят к формированию от­
носительного расширения, в результате чего возникают искажение, деформация и изменение свойств
двулучепреломления компонентов. Показатель преломления большинства оптических материалов так­
же зависит от температуры. При изменении формы оптической поверхности компонента в большинстве
случаев будет изменена форма и/или расходимость прошедшего и/или отраженного пучка. Если тра­
ектория пучка включает поляризатор, разветвитель пучка или дефлектор пучка, выходная мощность/
энергия и/или распространение пучка в лазерной системе могут изменяться. Эти эффекты могут уве­
личиваться. если компонент жестко сжат. При значительной деформации на компоненте могут образо­
ваться трещины.
      Коэффициенты поглощения большинства материалов, как правило, с повышением температу­
ры становятся только слабо нелинейными. Однако пропускающие компоненты, выполненные из по-
лупроводящих материалов, имеют нелинейные коэффициенты поглощения с четкими пороговыми
значениями, которые значительно ниже температуры плавления материала. Это явление называют
«термическим разгоном», и оно эффективно ограничивает нагрузку по оптической мощности, при кото­
рой данные материалы используют. Пороговое значение термического разгона сопровождается резким
увеличением поглощения, искажения и появлением тепловой линзы. Показатели преломления и коэф­
фициенты линейного расширения чувствительны к изменениям температуры, но не обязательно имеют
одинаковые знаки.
      Искажение возникает при неравномерном облучении компонента, и особенно если он сильно сжат
и его расширение затруднено. Материал будет расширяться вследствие тепловой нагрузки, и, если она
неравномерная, компонент будет изгибаться или на нем образуется линза, что приведет к изменению
формы оптической поверхности. Кроме того, в случае пропускающих компонентов существует вероят­
ность того, что температурная зависимость показателя преломления материала приведет к эффекту
тепловой линзы. В целом неравномерное расширение приводит к изменению фокусирующих свойств
компонента. В случае нелинейных абсорбирующих окон и зеркал (например. Ge. ZnS и ZnSe. использу­
емые с инфракрасными пучками) обнаружено, что рассмотренные эффекты оказывают значительное
влияние на расходимость прошедшего пучка. В случае плоских отражающих интерферометрических
компонентов наблюдалось образование выпуклой поверхности. На практике даже незначительное ис­
кажение лазерных компонентов приводит к изменениям расходимости и коэффициента распростране­
ния лазерного пучка, а также к потере выходной мощности излучения лазера.
      Напряжение в кристаллических компонентах приводит к индуцированному двулучепреломлению
и. таким образом, к изменениям свойств пропускания/отражения, в результате чего образуются флюк­
туации в выходных характеристиках системы. Даже однородные материалы могут демонстрировать
двулучепреломление в случае неравномерной тепловой нагрузки и крепления компонента, затрудняю­
щего расширение материала. Выходная мощность лазера с оптически тонкими лазерными стержнями с
накачкой импульсной лампой в непосредственной близости со стержнем или в эллиптическом квантро-
не обусловлена индуцированным двулучепреломлением с круговой симметрией. Изменения в двулу-
чепреломлении обычно приводят к изменениям пропускания лазерного луча через систему, особенно
если в последовательности пучков имеются элементы, чувствительные к поляризации.
      Деформация, вызванная нагревом в результате неравномерного облучения, может возникнуть
даже в случае свободно установленных компонентов. Однако большую часть оптических компонен­
тов монтируют на держателе, который используют для контроля углового положения компонента. Если
данный крепеж препятствует относительному расширению, это приведет к возрастающей деформации
компонента при его облучении. Когда деформация достигнет предела упругости, на компоненте обра­
зуются трещины. Возможно, это одна из главных причин чрезвычайно низких пороговых значений раз­
рушения. вызванного лазерным излучением. В основном эффект обнаруживают в лазерных системах
с высокой частотой повторения импульсов, длинными импульсами и непрерывным излучением. Де-
IV