ГОСТ Р ИСО 15367-2—2012
10 Неопределенность
10.1 Общие сведения
Общие сведения, касающиеся источников, требований к оценке и документирования неопреде
ленности измерений волнового фронта, содержатся в ИСО 15367-1. В 10.2 и 10.5 рассмотрены только
источники неопределенности, относящиеся к датчикам Шока-Гартмана.
10.2 Случайные погрешности измерений
Случайные погрешности измерений вызваны главным образом кратковременными флуктуация
ми измеряемого излучения и шумами приемника излучения. Дисперсия волнового фронта может быть
вычислена стандартными методами оценки погрешности по распределениям плотности мощности
(энергии), использованным для оценки волнового фронта. При выполнении условия стационарности
лазерного излучения статистические флуктуации могут быть уменьшены удлинением периода
дискре тизации либо увеличением числа повторных измерений.
Существуют два главных источника статистической неопределенности.
a) шум или чисто стохастические явления (эффекты), которые для данной субапертуры могут
быть сведены к нулю путем усреднения;
b
) смещение или систематические явления (эффекты), которые приводят к неправильному
результату измерений для данной субапертуры.
Первый источник ухудшает прецизионность (precision) измерений, а второй — точность
(accuracy) получаемого результата*. Ограниченное число элементов приемника излучения, используе
мых для измерений местоположений пятен, приводит к существенному различию влияний этих источ
ников при использовании датчиков Шока-Гартмана.
Воспроизводимость результатов измерений волнового фронта и/, /ms может быть в соответствии
с 3.6 определена как усредненная средняя квадратическая разность между результатом одного изме
рения и средним значением для того же волнового фронта. Интервал .\ между измерениями должен
быть выбран таким, чтобы долговременными дрейфами приемника излучения, лазера и фона можно
было пренебречь. Отсчетов должно быть не менее 10. Для обеспечения удовлетворительной воспро
изводимости результатов измерений следует использовать излучение со сферическим или плоским
фронтом.
Погрешность измерений волнового фронта wa ms может быть определена в соответствии с 3.7
как усредненная средняя квадратическая разность между референтным (опорным) волновым фрон
том wr и скорректированным по наклону волновым фронтом wfc п после того, как заранее известный
наклон 0Лбыл придан референтному (опорному) волновому фронту. Интервал Л, между измерениями
должен быть выбран таким, чтобы долговременными дрейфами приемника излучения лазера и
фона можно было пренебречь. Отсчетов в двух ортогональных направлениях относительно опорной
плос кости приемника должно быть не менее 10. Наклон должен варьироваться в соответствии с
3.5 от
МИИУСРта*А°плюс JW
Рекомендуемый способ измерений wa та заключается в формировании сферического волнового
фронта с помощью наконечника одномодового волокна, закрепленного на перемещаемом в х-у
направлениях столике в передней фокальной плоскости тщательно скорректированной линзы. Наклон
плоской волны за линзой связан с ее фокусным расстоянием f и перемещением столика х соотноше
нием: Gx = xlf.
10.3 Влияние окружающей среды
Вариации результатов измерений могут быть вызваны изменениями температуры окружающей
среды, вибрациями, рассеянным светом или окружающим освещением. Изменения температуры
вызывают медленные систематические смещения (например, дрейфы), и их следует контролировать
дополнительным, чувствительным к вариациям температуры средством измерений. Его показания
следует использовать для корректировки результата измерений. Кроме того, тепловые дрейфы могут
быть минимизированы предварительным прогревом лазера и приемно-усилительного устройства.
Рассеянный свет и окружающее освещение увеличивают фоновую составляющую сигнала, порождая
систематические погрешности оценки местоположений центроидов в датчике Шока-Гартмана. Фон
* В отечественной терминологии источник а) — неопределенность типа А (или случайная погрешность), а ис
точник Ь) — неопределенность типа В (или систематическая погрешность).
11