izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2020-9-24-30izmertech-1834Research ArticleОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯOPTICOPHYSICAL MEASUREMENTSМетрологические характеристики измерительного делителя мощности лазерного излученияMetrological characteristics of measuring laser power dividerКолпаковА. И.KolpakovA. I.

Москва

Aleksandr I. Kolpakov

Moscow

1978fox@mail.ruРайцинА. М.RaitsinA. M.

Москва

Arkady M. Raitsin

Moscow

arcadiyram@rambler.ruУлановскийМ. В.UlanovskiiM. V.

Москва

Michael V. Ulanovskii

Moscow

ulanovsky@vniiofi.ruВсероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измеренийРоссияAll-Russian Research Institute of Optical and Physical MeasurementsRussian FederationМосковский технический университет связи и информатикиРоссияMoscow Technical University of Communications and InformaticsRussian Federation202017072023092430Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1834

Проанализированы погрешности измерительного оптического делителя мощности лазерного излучения, конструктивно выполненного в виде клина и применяемого для передачи единицы средней мощности высокоинтенсивного лазерного излучения. Определена погрешность коэффициента деления, влияющего на точность передачи единицы. Проведена оценка случайной составляющей погрешности коэффициента деления и показано, что предлагаемый способ его определения, основанный на перестановке местами применяемых средств измерений, даёт наиболее вероятную оценку. Исследована погрешность, обусловленная нелинейностью средств измерений, определяющих коэффициент деления, и оценён её наибольший интервал. Показано, что в случае неизменности коэффициентов преобразования применяемых средств измерений от мощности излучения лазера, способ позволяет исключить зависимость погрешности определения коэффициента деления от упомянутых коэффициентов, а в другом случае снизить их влияние на погрешность передачи. Обоснована возможность при передаче единицы мощности излучения осуществлять контроль коэффициента деления делителя путём определения контрольного параметра и его доверительного интервала, получена формула для вычисления этого интервала в каждом цикле измерений. Показано, что по значению параметра и изменению доверительного интервала можно контролировать достоверность передачи единицы мощности калибруемому средству измерений в реальном масштабе времени.

An analysis of the errors of the measuring optical power divider of laser radiation, which is used to transmit a unit of average power of high-intensity laser radiation and is structurally made in the form of a wedge, is carried out. The error of the division ratio, which affects the accuracy of the unit transmission, is determined. The estimation of the random component of the division coefficient error is carried out and it is shown that the proposed method for its determination, based on the rearrangement of the used measuring instruments, gives the most probable estimate. The error caused by the nonlinearity of the measuring instruments that determine the division coefficient is investigated, and its largest interval is estimated. It is shown that in the case of invariability of the conversion coefficients of the used measuring instruments on the laser radiation power, the method makes it possible to exclude the dependence of the error in determining the division coefficient on the mentioned coefficients, and in another case, to reduce their influence on the transmission error. The possibility of controlling the division factor of the divider by determining the control parameter and its confidence interval when transmitting a unit of radiation power is substantiated; a formula for calculating this interval in each measurement cycle is obtained. It is shown that the value of the parameter and the change in the confidence interval can be used to control the reliability of the transmission of the unit of power to the calibrated measuring instrument in real time.

метрологияметоды измерений параметров лазеровкалибровка средств измеренийпередача единицы мощностиизмерительный делитель мощностипогрешностьmetrologymethods for measuring laser parameterscalibration of measuring instrumentstransmission of a unit of powermeasuring power dividererrorReferencesКолпаков А. И., Райцин А. М., Улановский М. В. Метод передачи единицы мощности высокоинтенсивного лазерного излучения // Измерительная техника. 2020. № 6. С. 17–21. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-6-17-21Kolpakov A. I., Raitsin A. M., Ulanovskii M. V., Izmeritel’naya Tekhnika, 2020, no. 6, pp. 17–21 (in Russian). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-6-17-21Горностай А. В., Одиноков С. Б. Метод расчета дифракционных делителей пучков лазерного излучения со спектральной селекцией на основе бихромированной желатины // Компьютерная оптика. 2016. Т. 40. № 1. С. 45–50. https://doi.org/10.18287/2412-6179-2016-40-1-45-50Gornostai A. V., Odinokov S. B., Computer Optics, 2016, vol. 40, no. 1, pp. 45–50 (in Russian). https://doi.org/10.18287/2412-6179-2016-40-1-45-50Длугунович В. А., Исаевич А. В., Круплевич Е. А., Насенник Л. Н. Влияние характеристик излучения лазеров на точность калибровки средств измерений // Приборы и методы измерений. 2015. Т. 6. № 1. С. 31–38.Dlugunovich V. A., Isaevich A. V., Kruplevich E. A., Nasennik L. N., Devices and Methods of Measurements, 2015, vol. 6, no. 1, pp. 31–38 (in Russian).Длугунович В. А., Исаевич А. В., Круплевич Е. А. Методика калибровки средств измерений средней мощности лазерного излучения // Материалы VIII Международной научно-технической конференции «Метрология и измерительная техника» (Метрология 2012), Харьков 2012. С. 315–318.Dlugunovich V. A., Isaevich A. V., Kruplevich E. A., Proceedings of the VIII International Conference “Metrologiya i izmeritel’naya tekhnika” (Metrologiya 2012), Khar’kov 2012, pp. 315–318 (in Russian).Линник Ю. В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений. М.: Физматгиз, 1962, 352 с.Linnik Yu. V., Metod naimen’shikh kvadratov i osnovy matematiko-statisticheskoi teorii obrabotki nablyudenii, Moscow, Fizmatgiz Publ., 1962, 352 p.Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М.: Наука. 1969, 576 с.Venttsel’ E. S., Teoriya veroyatnostei, Moscow, Nauka Publ., 1969, 576 p.Райцин А. М. Измерение отношения двух нормально распределённых случайных величин // Измерительная техника. 2012. № 9. С. 7–11.Raitsin A. M., Measurement Techniques, 2012, vol. 55, no. 9, pp. 971–977. https://doi.org/10.1007/s11018-012-0084-yКендалл М., Стюарт А. Теория распределений. М.: Наука, 1966, 588 с.Kendall M., Styuart A., Teoriya raspredelenii, M., Moscow, Nauka Publ., 1966, 588 p.

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