ГОСТ Р ИСО 15367-2—2012
Введение
к международному стандарту ИСО 15367-2:2005 «Лазеры и лазерные установки
(системы). Методы измерений формы волнового фронта пучка лазерного
излучения. Часть 2. Датчики Шока-Гартмана»
Знание характеристик процесса распространения пучка лазерного излучения необходимо какпри
разработке и совершенствовании лазерных систем, так и в сфере промышленного использования
лазеров.
Известны четыре группы параметров, характеризующих процесс распространения пучка лазер
ного излучения:
- распределение плотности мощности (энергии) (ИСО 13694);
-ширины, углы расходимости и коэффициенты распространения пучка (ИСО 11146-1 и
ИСО 11146-2);
- распределение волнового фронта (фазы) (ИСО 15367-1 и настоящая часть ИСО 15367);
- пространственная когерентность пучка (пока не стандартизована).
В принципе полное описание процесса требует знания функции взаимной когерентности или
функции спектральной плотности по крайней мере в одном поперечном сечении пучка. Несмотря на то,
что определение этих распределений может быть выполнено, затраты на проведение подобных экспе
риментов достаточно велики, а промышленные средства измерений этих величин пока недоступны.
Таким образом, настоящая часть ИСО 15367 не распространяется на универсальные способы описа
ния пучка, а лишь ограничена рекомендациями по измерению волнового фронта, что эквивалентно
распределению фазы для пучков, обладающих пространственной когерентностью. Следовательно,
достаточная точность прогнозирования распространения пучка достижима только в ограниченном слу
чае высокой степени пространственной когерентности.
Разнообразные средства измерений градиента фазы или волнового фронта пригодны для опре
деления распределений волнового фронта или фазы. Ктаким средствам измерений, в том числе, отно
сятся интерферометры поперечного сдвига. Гартмана и Шока-Гартмана датчики волнового фронта, а
также муаровый дефлектометр. С помощью этих средств измерений определяют градиенты волнового
фронта или фазы, а по полученным данным реконструируютдвухразмерное (двухкоординатное)фазо
вое распределение.
В ИСО 15367-2 рассмотрены только датчики волнового фронта Гартмана и Шока-Гартмана,
поскольку при их использовании могут быть проведены измерения волновых фронтов пучков как
полностью, так и частично когерентного лазерного излучения. Значительное число таких датчиков
освоено промышленностью.
Основные достоинства датчиков Гартмана:
- широкий динамический диапазон;
- высокая оптическая эффективность;
- возможность выполнения измерений в пучках с частичной когерентностью;
- отсутствие требований спектральной чистоты;
- отсутствие неопределенности при приращениях фазы в 2х,
- возможность получения и анализа волнового фронта по результатам одного измерения.
Средства прямых измерений фазы или волнового фронта типа самокалибруемых интерферомет
ров находятся вне области применения ИСО 15367-2.
v