Метод расширения диапазона измерений энергии вторичного эталона при калибровке и поверке лазерных джоульметров

Рассмотрена возникающая при калибровке/поверке проблема несовпадения диапазонов измерений энергии лазерного излучения Государственного вторичного эталона единицы энергии 2.1.ZZA.0095.2017 и калибруемых средств измерений малых уровней энергии лазерного пучка – джоульметров. Предложен метод расширения диапазона измерений энергии лазерного излучения вторичного эталона при калибровке и поверке лазерных джоульметров. Расширенный диапазон значений энергий лазерного пучка составил 1·10^–9–5·10^–1 Дж. Метрологическая прослеживаемость измерений от джоульметров к вторичному эталону достигнута путём двухступенчатого ослабления излучения источника из состава эталона. Первая ступень ослабления представляет собой набор нейтральных фильтров, вторая – интегрирующую сферу. Метод расширения диапазона измерений энергии вторичного эталона заключается в разбиении алгоритма его работы на два основных режима: аттестация эталона и калибровка/поверка джоульметров. Основные режимы состоят из четырёх этапов. На каждом этапе вторичный эталон аттестуется, а джоульметры калибруются/поверяются в одном из четырёх раздельных диапазонов, попарно перекрывающихся приблизительно в одном порядке энергий лазерного излучения, в совокупности охватывающих требуемый диапазон. Разработана функциональная схема усовершенствованного вторичного эталона единицы энергии, реализующего предложенный метод. Подробно рассмотрены режимы работы усовершенствованного вторичного эталона в расширенном диапазоне измеряемых энергий. Получены расчётные соотношения, подтверждающие реализуемость метода.

1. Иванов В. С., Золотаревский Ю. М., Котюк А. Ф. и др. Основы оптической радиометрии / Под ред. проф. А. Ф. Котюка. М.: Физматлит, 2003. 542 с.

2. Воронков Г. Л. Ослабители оптического излучения. Л.: Машиностроение, 1980. 158 с.

3. Пат. № RU 123944 U1 / Ковалев А. А., Либерман А. А., Москалюк С. А., Микрюков А. С., Янкевич Е. Б. // Изобретения. Полезные модели. 2013. № 1.

4. Ковалев 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.

5. Ковалев А. А., Либерман А. А., Микрюков А. С., Москалюк С. А., Улановский М. В. Охлаждаемая металлическая дифракционная решётка для ослабления лазерного излучения // Измерительная техника. 2015. № 7. С. 50–53.

6. Кувалдин Э. В., Шульга А. А. Калибровка измерителей мощности оптического излучения в широких пределах // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 12, С. 15–20. https://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-15-20

7. Шульга А. А. Калиброванный ослабитель лазерного излучения // Сборник трудов международной конференции «Прикладная оптика», 19–21 декабря 2018, СПб., Оптическое общество им. Д. С. Рождественского, 2018. Т. 2. С. 34–39.

8. Мальцева Н. К. Разработка и исследование ослабителей оптического излучения / автореф. дис. канд. техн. наук (ИТМО, СПб, 2005).

9. Dagang Xu, Sihua Mao, Mertrological Guarantee for Laser Safety, Intern. Sump. On the Safe Application of Laser Beams. ISSA-Section Electricity, Beijing, 10–14 May, 1988, рр. 21–23.

10. Плотников А. В., Райцин А. М., Улановский М. В. Измерение больших уровней мощности лазерного излучения приёмниками проходного типа // Измерительная техника. 2019. № 7. С. 39–43. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2019-7-39-43