Идентификация поля лазерного пучка в плоскостях расположения излучателя и средства измерений

Рассмотрена важная практическая задача идентификации поля лазерного пучка в плоскостях расположения излучателя (плоскость излучателя) и средства измерений (плоскость измерений). Решение этой задачи позволит расширить информацию о параметрах лазерного пучка, необходимую при изготовлении и сертификации лазерных источников. Существующая единственная стандартизованная числовая характеристика – мера М 2 (ГОСТ Р ИСО 11146-1-2008 «Лазеры и лазерные установки (системы). Методы измерений ширин, углов расходимости и коэффициентов распространения лазерных пучков»), определяющая качество лазерного пучка, позволяет оценить степень сходства пространственного распределения интенсивности излучаемого пучка только с пространственным распределением интенсивности Гаусса в плоскости измерений. Разработана альтернативная мера сходства пространственного распределения амплитуды лазерного пучка с равномерным распределением амплитуды в плоскости излучателя и показано, что эта мера совпадает с аберрационным фактором, определяющим источник с наибольшей осевой силой света. Предложена мера сходства пространственного распределения интенсивности лазерного пучка с произвольно заданным распределением интенсивности в плоскости измерений. Обе меры универсальны, имеют более широкое применение чем мера М 2 , так как связаны с характеристикой однородности распределения поля, обобщённой площадью и обобщённым диаметром лазерного пучка, являющимися альтернативой диаметру пучка, определяемому по ГОСТ Р ИСО 11146-1-2008.

1. Lingqiang Meng, Qingqing Kong, Kunhao Ji et al. Characterization of beam quality of unstable laser beams with the multiple hyperbolas method. Results in Physics, 12, 38–45 (2019). https://doi.org/10.1016/j.rinp.2018.11.044

2. Hinton R. Laser Beam Quality: Beam propagation and quality factors: A primer. Laser Focus World (2019).

3. Потёмкин А. К., Хазанов Е. А. Вычисление параметра М2 лазерных пучков методом моментов. Квантовая электроника, 35(11), 1042–1044 (2005).

4. Райцин А. М., Улановский М. В. Основы идентификации пространственных распределений интенсивности лазерных пучков. Измерительная техника, (4), 30–36 (2022) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-4-30-36.

5. Райцин А.М. Кумулянтный метод идентификации пространственных распределений интенсивности лазерного пучка. Измерительная техника (8) 22-29 (2024). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2024-8-22-29

6. Ананьев Ю.А. Оптические резонаторы и лазерные пучки. Наука,

7. Москва (1990).

8. Ананьев Ю.А. Оптические резонаторы и проблема расходимости лазерного излучения Наука, Москва (1979).

9. Гудмен Дж. Введение в фурье-оптику. Мир, Москва (1970).

10. Цыпкин Я. З. Информационная теория идентификации. Физматлит, Москва (1995).

11. Ахманов С.А., Никитин С.Ю. Физическая оптика. Наука, Москва (2004).

12. Райцин А.М., Фроловичев С.М. Проблема корректных измерений ширины и угла расходимости лазерного пучка. Оптика и спектроскопия, 132:5 (2024), 536–542.

13. Киргетов М.В. Измерение диаметра пятна и расходимости пучка лазерного излучения теневым методом с использованием обобщённых параметров. Измерительная техника (11) 31-37 (2022)

14. Грязнов М.И. Интегральный метод измерения импульсов. Сов. радио, Москва (1975).