izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2023-4-5-10izmertech-1589Research ArticleГОСУДАРСТВЕННЫЕ ЭТАЛОНЫSTATE STANDARDSГосударственный первичный эталон единицы средней мощности лазерного излучения ГЭТ 28-2022National primary standard for the unit of average laser power GET 28-2022ИвановВ. С.IvanovV. S.

Вячеслав Семенович Иванов

Москва

Vyacheslav S. Ivanov

Moscow

vsivanov@vniiofi.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7257-8667КрутиковВ. Н.KrutikovV. N.

Владимир Николаевич Крутиков

Москва

Vladimir N. Krutikov

Moscow

krutikov@vniiofi.ruМикрюковА. С.MikryukovA. S.

Алексей Сергеевич Микрюков

Москва

AlekseyS. Mikryukov

Moscow

anzio64@gmail.comМоскалюкС. А.MoskalyukS. A.

Сергей Александрович Москалюк

Москва

Sergey A. Moskalyuk

Moscow

ser78@vniiofi.ruВсероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измеренийРоссияAll-Russian Research Institute for Optical and Physical MeasurementsRussian Federation20230705202304510Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1589

Представлено метрологическое обеспечение единства измерений параметров высокоинтенсивного лазерного излучения технологического и специального оборудования. Разработана и исследована система стабилизации по мощности лазера с выходной мощностью 2–1·104 Вт. Представленная система стабилизации позволяет снизить погрешность передачи единицы средней мощности лазерного излучения при применении технологического лазера с нестабильной выходной мощностью в составе эталона. Утверждён Государственный первичный эталон единицы средней мощности лазерного излучения ГЭТ 28-2022, в состав которого включены стабилизированный по мощности излучения лазер, а также эталонный измерительный преобразователь термоэлектриеского типа и измерительный светоделитель. Исследованы средства передачи единицы средней мощности лазерного излучения из диапазона 1·10–9–2 Вт в диапазон 2–1·104 Вт, а также система воспроизведения и передачи единицы средней мощности в диапазоне 2–1·104 Вт, в совокупности с использованием разработанной системы стабилизации промышленного лазера мощность лазерного излучения эталона увеличена от 2 до 1·104 Вт. В обеспечиваемом ГЭТ 28-2022 диапазоне мощности лазерного излучения суммарная стандартная неопределённость воспроизведения и передачи единицы средней мощности лазерного излучения составляет не более 0,636 %. ГЭТ 28-2022 позволяет решать задачи метрологического обеспечения лазерных систем различного назначения, работающих в диапазоне мощностей лазерного излучения 2–1·104 Вт, а именно систем, предназначенных для лазерного упрочнения и резки, сварки и т. д.

The article presents the metrology of high-intensity laser radiation for technological and special equipment. A laser power stabilization system with an output power of 2–1·104 W has been developed and studied. The presented stabilization system makes it possible to reduce the error in the transmission of a unit of average laser radiation power when using a technological laser with an unstable output power as part of the standard. National primary standard for the unit of average laser power GET 28-2022 was approved. Standard includes a laser stabilized in terms of laser power, as well as a reference measuring detector of a thermoelectric type and a measuring beam splitter. The means of transmitting a unit of average power of laser radiation from the range of 1·10–9–2 W to the range of 2–1·104 W, as well as the system for reproducing and transmitting a unit of average power in the range of 2–1·104 W, are studied. In conjunction with the use of the developed industrial laser stabilization system, the power of the laser radiation of the standard was increased from 2 to 1·104 W. The total standard uncertainty of reproduction and transmission of a unit of average laser power of no more than 0.636 % was obtained. The upgraded standard GET 28-2022 allows solving the problems of metrological support for laser systems for various purposes operating in the range 2–1·104, at systems designed for laser hardening and cutting, welding, additive manufacturing, etc.

эталонлазерное излучениемощность лазерного излученияуровень лазерного излучениятермоэлектрический измерительный преобразовательстандартная неопределённостьstandardlaser radiationlaser powerhigh laser powerthermoelectric measuring detectorstandard uncertaintyReferencesГригорьев С. Н., Смуров И. Ю. Перспективы развития инновационного аддитивного производства в России и за рубежом // Инновации. 2013. № 10(180). С. 76–82. https://www.elibrary.ru/stcnvlGrigoriev S. N., Smurov I. U. Prospects for the development of innovative additive manufacturing in Russia and abroad. Innovations, 2013, no. 10(180), pp. 76–82. (In Russ.) https://www.elibrary.ru/stcnvlСмуров И. Ю., Конов С. Г., Котобан Д. В. О внедрении аддитивных технологий и производства в отечественную промышленность // Новости материаловедения. Наука и техника. 2015. № 2(14). С. 11–22. https://www.elibrary.ru/tonstvSmurov I. U., Konov S. G., Kotoban D. V. On the implementation of additive technologies and manufacturing into the russian industry. News of Material Science and Technology, 2015, no. 2(14), pp. 11–22. (In Russ.) https://www.elibrary.ru/tonstvДанилов В. И., Зуев Л. Б., Кузнецова Н. И., Малов А. Н., Оришич А. М., Фомин В. М., Шулятьев В. Б. Особенности лазерной резки листовой стали и мониторинг качества образцов после лазерного воздействия // Прикладная механика и техническая физика. 2006. Т. 47. № 4. С. 176–184.Danilov V. I., Zuev L. B., Kuznetsova N. I. et al. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 2006, vol. 47, no. 4, pp. 608–615. https://doi.org/10.1007/s10808-006-0096-yКовалев А. А., Либерман А. А., Микрюков А. С., Москалюк С. А., Улановский М. В. Государственный первичный эталон единицы средней мощности лазерного излучения ГЭТ 28-2013 // Измерительная техника. 2015. № 11. С. 11–15.Kovalev A. A., Liberman A. A., Mikryukov A. S., Moskalyuk S. A., Ulanovskii M. V. Measurement Techniques, 2016, vol. 58, no. 11, рр. 1195–1199. https://doi.org/10.1007/s11018-016-0868-6Гроппа Т. В., Иванов В. С., Либерман А. А., Микрюков А. С., Москалюк С. А. Государственный первичный эталон единицы средней мощности лазерного излучения ГЭТ 28-2016 // Измерительная техника. 2021. № 1. С. 3–8. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-1-3-8Groppa T. V., Ivanov V. S., Liberman A. A., Mikryukov A. S., Moskalyuk S. A. Measurement Techniques, 2021, vol. 64, pp. 1–7. https://doi.org/10.1007/s11018-021-01887-4Ковалев А. А., Микрюков А. С., Москалюк С. А., Янкевич Е. Б. Калиброванный френелевский ступенчатый ослабитель мощности лазерного излучения // Измерительная техника. 2012. № 2. С. 17–21.Kovalev A. A., Mikryukov A. S., Moskalyuk S. A., Yankevich E. B. Measurement Techniques, 2012, vol. 55, pp. 130–136. https://doi.org/10.1007/s11018-012-9929-7Иванов В. С., Золотаревский Ю. М., Котюк А. Ф. и др. Основы оптической радиометрии. M.: Физматлит, 2003. 541 с.Ivanov V. S., Zolotarevskii Y. M., Kotyuk A. F. Osnovy opticheskoy radiometrii [Fundamentals of optical radiometry]. Moscow, Fizmatlit Publ., 2003, 541 p. (In Russ.)Дудников Е. Г. Определение настройки регулятора по динамическим характеристикам регулируемого объекта и регулятора, полученным из опыта // Автоматика и телемеханика. 1953. № 3(14). С. 294–307.Dudnikov E. G. Avtomatika i Telemekhanika, 1953, vol. 14, iss. 3, pp. 294–307. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.