Метод передачи единицы мощности высокоинтенсивного лазерного излучения

Предложен метод передачи единицы средней мощности лазерного излучения средствам измерений мощности больших уровней (киловатты) с возможностью постоянного контроля процесса передачи. Разработан измерительный оптический делитель мощности лазерного излучения, конструктивно выполненный в виде клина и позволяющий по сравнительно небольшой мощности излучения, отражённого от просветлённой поверхности передней грани клина, определить мощность излучения пучка, поступающего на калибруемое средство измерений. Предложенный метод основан на применении разработанного делителя в эталонной установке и предусматривает реализацию трёх режимов работы установки: режим определения коэффициента эквивалентности; режим определения коэффициента деления оптического делителя; режим передачи единицы мощности средствам измерений и определение контрольного параметра оптического делителя. Контроль процесса передачи осуществляется измерением мощности излучения, отражённого от задней грани клина, и определением контрольного параметра. Приведены условия, при которых целесообразно применение предложенного режима определения коэффициента деления оптического делителя. Особенность рассматриваемого метода – возможность оперативного контроля коэффициента деления оптического делителя, позволяющего в реальном времени оценивать достоверность процесса калибровки средств измерений. Получена формула метрологической прослеживаемости результатов измерений мощности к ГЭТ 28-2016. Рассмотрены основные составляющие погрешности определения мощности излучения, поступающей на вход калибруемого средства измерений. Результаты экспериментальных исследований метода позволяют утверждать, что на длине волны 10,6 мкм суммарная погрешность измерения мощности, выраженная в виде среднего квадратического отклонения, не превышает 2,0 %. Метод можно использовать в соответствующих вторичных эталонах единицы мощности, получающих единицу от Государственного специального эталона средней мощности ГЭТ 28-2016.

1. Голышев А. A. Стандартизация лазерно-кислородной резки по критерию шероховатости поверхности // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2016. № 1(70). С. 16–21. DOI:10.17212/1994-6309-2016-1-16-21

2. 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.

3. Длугунович 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. № 1 (10). С. 31–38.

4. Длугунович В. А., Исаевич А. В., Круплевич Е. А. Комплекс для калибровки средств измерениймощности и энергии лазерного излучения // Метрология и приборостроение. 2014. № 4. С. 20–23.

5. Kruplevich E., Nasennik L., Chernikov V., Conference: SPIE Proceedings, 2006, vol. 6251, pp. 62510 N-1-6, DOI:10.1117/12.677693

6. Тимофеев Е. И. Метрологическое обеспечение в области энергетической лазерометрии // Украинский метрологический журнал. 2007. № 1. С. 29–33.

7. Тимофеев Е. И. Разработка и исследование средств измерений энергетических характеристик лазерного излучения // Украинский метрологический журнал. 2012. № 3. С. 35–39.

8. Пат. № SU 1408245 А1 / А. А. Либерман, А. П. Кнюпфер // Изобретения. 1988. № 25.

9. Тимофеев Е. И. Новая структура государственного первичного эталона единиц средней мощности и энергии лазерного излучения // Материалы IX Международной научно-технической конференции «Метрология и измерительная техника» (Метрология 2014), Харьков 2014. С. 272–278.

10. Пат. № 2687303 С1 РФ / А. М. Райцин, М. В. Улановский // Изобретения. Полезные модели. 2019. № 14.