ГОСТ IEC/TR 60825-13—2016
помещают между детектором и лазерным источником. Апертуру раскрывают, чтобы проходил весь пол
ный пучок, и получают мощность или энергию. Затем апертуру уменьшают до получения показания,
составляющего 63.2 % от полного показания. Диаметр апертуры будет соответствовать 1/е диаметра
лазерного пучка, если пучок имеет Гауссов профиль.
Существует и другой апертурный метод для измерения диаметра пучка, который можно приме
нять к Гауссовым пучкам с круговой симметрией. В этом методе используют небольшую фиксирован
ную круговую апертуру диаметром Dfa, центрированную на оптической оси лазерного пучка. Через эту
апертуру измеряют мощность
Фд.
Затем ее представляют в отношении к полной мощности лазера,
а именно как Фо/Ф0. При условии, что пучок имеет Гауссово распределение и отношение меньше 80
%, диаметр пучка
d
можно приблизительно выразить как
Еще одним способом определения диаметра Гауссова пучка является измерение с помощью уз
кой щели, сканируемой по пучку. Для обеспечения наибольшей точности ширина щели должна быть
существенно меньше размера пучка. Щель находится между детектором и лазерным источником. Когда
щель сканируется по пучку, снимают показания детектора, при этом диаметр пучка — это расстояние
между точками на разных концах диаметра в которых показание детектора через щель, составляет
36.8 % от максимального показания. Этот способ удобен при пучках с некруговым профилом, когда ось
сканирования можно вращать для измерения диаметров пучка при разных осях.
В аналогичном методе вместо щели используют точечную апертуру. Принцип остается тем же;
точечную диафрагму помещают между лазером и детектором. Снимают показание плотности пото ка
излучения через апертуру при сканировании апертуры по пучку. Как и в методе с использованием щели,
диаметр пучка —это расстояние между точками с разных сторон от центра пучка, в которых показания
плотности потока излучения составляют 36.8 % от максимального показания, снятого в центре пучка.
Для измерения диаметра пучка также можно использовать такие средства как камеры на при
борах с зарядовой связью (CCD-камеры) и пироэлектрические матрицы. Такие устройства замеря ют
два полных пространственных сечения пучка. Аналогично методу точечной апертуры в данном
методе замеряют полный профиль пучка при одном размещении ппоскости. Большинство таких
устройств управляется компьютером, и их можно программировать для выдачи диаметра в точках
1/е, 1/е2 или du.
Достаточно хорошую оценкудиаметра пучка можно получить за счет визуальной проверки. Самым
простым способом является установка масштабной линейки в пучок у выхода и считывание результата
измерения. Естественно, если лазер является прибором инфракрасного диапазона, для того, чтобы
увидеть пучок, потребуется устройство просмотра инфракрасного диапазона. В качестве альтернативы
можно измерять рассеянное или испускаемое излучение от материала мишени, находящейся в пучке.
Такими мишенями могут быть фосфоресцирующие карты, термические пластины на жидких кристал
лах или просто лист бумаги. Из-за видимого/кажущегося размера пучка, изменяющегося в зависимости
от количества окружающего света во время измерения, в обоих методах могут быть погрешности. Для
лазеров с большей мощностью можно измерять диаграмму выгорания или экспозиции от материала
мишени. Для лазеров с большей мощностью требуется, чтобы материал мишени был более жестким в
зависимости от мощности лазера. Примерами такого материала могут быть фотографические пленки,
термобумага, поликарбонат, акрил, плексиглас или пластмасса и медицинский шпатель для отдавлива-
ния языка или аналогичный кусочек дерева. Измерение таких диаграмм горения или экспозиции будет
несколько точнее, чем просто наблюдение лазерного пятна и его измерение, но все же совершенно
точным его не назовешь.
Для распределения с плоской вершиной диаметр пучка выразить как
26