RU2684431C1 - Method of generating laser radiation of reference power - Google Patents

Method of generating laser radiation of reference power Download PDF

Info

Publication number
RU2684431C1
RU2684431C1 RU2018120372A RU2018120372A RU2684431C1 RU 2684431 C1 RU2684431 C1 RU 2684431C1 RU 2018120372 A RU2018120372 A RU 2018120372A RU 2018120372 A RU2018120372 A RU 2018120372A RU 2684431 C1 RU2684431 C1 RU 2684431C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser radiation
power
attenuator
radiation
reference power
Prior art date
Application number
RU2018120372A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Леонидович Козаченко
Константин Борисович Савкин
Николай Петрович Хатырев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ")
Priority to RU2018120372A priority Critical patent/RU2684431C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2684431C1 publication Critical patent/RU2684431C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • G01J1/0418Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using attenuators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1306Stabilisation of the amplitude

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to energy photometry and a method of generating laser radiation of reference power. Method includes attenuation of power of laser radiation from selected source by means of main rotating mechanical attenuator from absorbing material with angular cut, measurement of obtained power Pusing reference receiver, calculation of reference power Plaser radiation and generation of laser radiation of reference power P. When generating laser radiation of reference power, an auxiliary rotary mechanical attenuator in the form of an angular fragment which repeats the above angular cut is used. Reference power of generated laser radiation is calculated as P=P⋅K/K, where Kis the attenuation factor of the main attenuator, and K– auxiliary.EFFECT: technical result consists in improvement of accuracy of reproduction of reference power.4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетической фотометрии, а именно, к способам формирования лазерного излучения эталонной мощности и может быть использовано в сфере метрологии параметров оптического излучения для обеспечения высокоточных измерений и масштабных преобразований уровня средней мощности лазерного излучения при воспроизведении и передаче ее единицы по ступеням поверочных схем.The invention relates to the field of energy photometry, and in particular, to methods of generating laser radiation of a reference power and can be used in the field of metrology of optical radiation parameters to provide high-precision measurements and large-scale transformations of the average laser radiation power level when reproducing and transmitting its unit along the steps of calibration schemes.

При измерении или передаче единицы средней мощности непрерывного коллимированного лазерного излучения по ступеням ряда поверочных схем, например, в области традиционных лазеров и волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) часто возникает необходимость масштабных преобразований этого параметра. Весьма простым способом решения этой задачи является использование механических ослабителей, аттестация которых с определением коэффициента ослабления может быть проведена независимыми методами с использованием, например, высокоточных средств измерений угловых или линейных размеров рабочих элементов этих ослабителей. В пользу применения таких устройств свидетельствует то, что во главе названных поверочных схем используется высокоточная калориметрическая техника, характеризующаяся достаточно большой инерционностью, обеспечивающая высокоточные измерения средней мощности не только непрерывного, но и импульсно-периодического излучения при частотах модуляции (50-100) Гц и более, образующегося на выходе механических ослабителей. Анализ характеристик применяемой, например, в действующем в области ВОСП эталоне ГЭТ 170-2013 аппаратуры, выявил возможность значительного расширения диапазона воспроизводимых на его ступени значений средней мощности оптического излучения как в сторону увеличения, так и уменьшения этих значений.When measuring or transmitting a unit of average power of continuous collimated laser radiation over the steps of a number of calibration schemes, for example, in the field of traditional lasers and fiber-optic transmission systems (FOTS), the need for large-scale transformations of this parameter often arises. A very simple way to solve this problem is to use mechanical attenuators, the certification of which with the determination of the attenuation coefficient can be carried out by independent methods using, for example, high-precision measuring instruments for the angular or linear dimensions of the working elements of these attenuators. The use of such devices is evidenced by the fact that at the head of these calibration schemes a high-precision calorimetric technique is used, which is characterized by a sufficiently large inertia, which provides high-precision measurements of the average power of not only continuous, but also pulse-periodic radiation at modulation frequencies (50-100) Hz and more formed at the exit of mechanical attenuators. An analysis of the characteristics of the equipment used, for example, in the GET 170-2013 standard in the field of VOSP, revealed the possibility of a significant expansion of the range of average optical radiation power reproduced at its stage, both in the direction of increasing and decreasing these values.

Из уровня техники известен способ формирования высокостабильного лазерного излучения, включающий ослабление мощности лазерного излучения от источника с помощью основного вращающегося механического ослабителя из поглощающего материала с ответными полукруговыми прорезями (см. патент CN 202230246, кл. G01J 1/04, опубл. 23.05.2012). Однако, известный способ не позволяет варьировать мощность излучения в широких пределах и может быть использован в метрологических целях.The prior art method for the formation of highly stable laser radiation, including attenuation of the laser radiation power from the source using the main rotating mechanical attenuator of the absorbing material with the response semicircular slots (see patent CN 202230246, class G01J 1/04, publ. 23.05.2012) . However, the known method does not allow varying the radiation power over a wide range and can be used for metrological purposes.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ формирования лазерного излучения эталонной мощности, включающий ослабление мощности лазерного излучения от выбранного источника с помощью вращающегося механического ослабителя из поглощающего материала с угловой прорезью, измерение полученной мощности Рэ с помощью эталонного приемника, расчет эталонной мощности Рм лазерного излучения и формирование лазерного излучения эталонной мощности Рм, реализованный при калибровке Государственного рабочего эталона единицы средней мощности непрерывного и импульсно-модулированного излучения 1 разряда в диапазоне от 0,05 до 5 Вт на эталоне ГЭТ 170-2013 (см. А.И. Глазов, М.Л. Козаченко, С.В. Тихомиров, Н.П. Хатырев. «Государственный рабочий эталон единицы средней мощности оптического излучения для волоконно-оптических систем и лазеров. // Измерительная техника, 2016, №3, С. 7-11). Согласно этому способу лазерное излучение от источника направляют по волоконно-оптическим кабелям к оптической скамье, с помощью которой формируют открытый коллимированный пучок лазерного излучения, и располагают ослабитель на пути указанного открытого пучка, а ослабленное лазерное излучение от оптической скамьи по волоконно-оптическим кабелям направляют к приемнику.The closest in technical essence to the claimed invention is a method of generating laser radiation of a reference power, including attenuating the power of laser radiation from a selected source using a rotating mechanical attenuator from an absorbing material with an angular slot, measuring the received power P e using a reference receiver, calculating a reference power P m of the laser radiation and the laser radiation forming reference power P m, implemented in the calibration state workers on the standard average power unit of continuous and pulse-modulated radiation of the 1st category in the range from 0.05 to 5 W on the standard GET 170-2013 (see A.I. Glazov, M.L. Kozachenko, S.V. Tikhomirov, N .P. Khatyrev. “The state working standard of the average optical power unit for optical fiber systems and lasers. // Measuring equipment, 2016, No. 3, P. 7-11). According to this method, the laser radiation from the source is directed through fiber optic cables to the optical bench, with which an open collimated laser beam is formed, and a attenuator is placed in the path of said open beam, and the attenuated laser radiation from the optical bench is directed through fiber optic cables to to the receiver.

Описанный выше способ позволяет при использовании независимо калибруемого механического ослабителя раздвинуть границы воспроизводимых значений единицы средней мощности от (5⋅10-4-10-3) Вт до (10-5-5⋅10-2) Вт. Учитывая, что в настоящее время на практике начинают все шире использоваться источники непрерывного и импульсно-периодического оптического излучения, вывод которого осуществляется с помощью волоконно-оптических световодов, а рабочий диапазон средней мощности достигает (20-200) мВт, расширение пределов работы Государственного эталона до приведенных выше уровней может существенно улучшить метрологическое обеспечение в областях, где применяются подобные источники.The method described above allows, when using an independently calibrated mechanical attenuator, to push the boundaries of reproducible values of the average power unit from (5⋅10 -4 -10 -3 ) W to (10 -5 -5⋅10 -2 ) W. Considering that at present, sources of continuous and repetitively pulsed optical radiation are being used more and more widely, the output of which is carried out using fiber optic optical fibers, and the average operating range reaches (20-200) mW, expanding the limits of the State Standard to the above levels can significantly improve metrological support in areas where similar sources are used.

Однако сопутствующее развитию лазерной и измерительной техники повышение требований к точности и надежности, достигаемые за счет уменьшения погрешностей воспроизведения и передачи энергетических единиц лазерного излучения в соответствии с поверочными схемами между эталонами различных рангов и рабочими средствами измерений (РСИ), вызывает необходимость постоянного поиска все более эффективных схемотехнических решений применяемых при этом устройств, направленных на дальнейшую минимизацию влияния многих негативных факторов. В частности, недостатком наиболее близкого аналога является возникновение неколлимированного рассеянного потока излучения, вызываемого дифракцией проходящего внутри волоконно-оптической скамьи через ослабитель коллимированного пучка при его взаимодействии с кромками прорези ослабителя в моменты пересечения ими ослабляемого потока. Это, в свою очередь, приводит к потерям созданного таким образом неколлимированного излучения при вводе его в волоконно-оптический кабель с помощью фокусирующей системы скамьи. Поскольку такие потери имеют место только при работающем ослабителе и не проявляется при выводе его из области пучка, то оценка средней мощности излучения на выходе скамьи оказывается несколько меньше ее реального значения. Иными словами реализация известного способа формирования лазерного излучения эталонной мощности связана с возникновением некоторой трудно учитываемой неопределенности в оценке средней мощности излучения на выходе.However, the increase in accuracy and reliability requirements associated with the development of laser and measuring equipment, achieved by reducing errors in the reproduction and transmission of energy units of laser radiation in accordance with verification schemes between standards of various ranks and working measuring instruments (RSI), necessitates a constant search for more effective circuit solutions used in this device, aimed at further minimizing the influence of many negative factors. In particular, a drawback of the closest analogue is the occurrence of an uncollimated scattered radiation flux caused by diffraction of the collimated beam passing inside the fiber optic bench through the attenuator when it interacts with the edges of the attenuator slot at the moments when they intersect the attenuated flux. This, in turn, leads to losses of the uncollimated radiation created in this way when it is introduced into the fiber optic cable using the bench focusing system. Since such losses occur only when the attenuator is working and does not occur when it is removed from the beam region, the estimate of the average radiation power at the output of the bench is somewhat less than its real value. In other words, the implementation of the known method of generating laser radiation of a reference power is associated with the occurrence of some difficult to take into account the uncertainty in estimating the average output radiation power.

Поскольку в настоящее время требования к надежности и точности измерений средней мощности излучения начинают достигать значений 0,005%, то на дополнительный фактор влияния дифракции и вызванные этим потери излучения в волоконно-оптической скамье, следует обратить должное внимание.Since at present the requirements for the reliability and accuracy of measurements of the average radiation power are starting to reach 0.005%, due attention should be paid to the additional influence factor of diffraction and the resulting radiation loss in the fiber optic bench.

Таким образом, технической проблемой является устранение указанных недостатков и создание способа формирования лазерного излучения эталонной мощности, соответствующего современным метрологическим требованиям. Технический результат заключается в повышении точности воспроизведения эталонной мощности. Поставленная проблема решается, а технический результат достигается тем, что согласно предлагаемому способу формирования лазерного излучения эталонной мощности, включающему ослабление мощности лазерного излучения от выбранного источника с помощью основного вращающегося механического ослабителя из поглощающего материала с угловой прорезью, измерение полученной мощности Рэ с помощью эталонного приемника, расчет эталонной мощности Рм лазерного излучения и формирование лазерного излучения эталонной мощности Рм, при формировании лазерного излучения эталонной мощности используют вспомогательный вращающийся механический ослабитель в виде углового фрагмента, по форме повторяющий указанную угловую прорезь, а эталонную мощность сформированного лазерного излучения рассчитывают как Рмэ⋅Ков, где Ко - коэффициент ослабления основного ослабителя, а Кв - вспомогательного. Могут быть использованы основной ослабитель в виде диска и вспомогательный в виде пластины или основной ослабитель в виде цилиндра и вспомогательный в виде цилиндрического сектора. Лазерное излучение от источника предпочтительно направляют по волоконно-оптическим кабелям к оптической скамье, с помощью которой формируют открытый коллимированный пучок лазерного излучения, и располагают ослабители на пути указанного открытого пучка, а ослабленное лазерное излучение от оптической скамьи по волоконно-оптическим кабелям направляют к приемнику.Thus, the technical problem is the elimination of these shortcomings and the creation of a method for generating laser radiation of a reference power that meets modern metrological requirements. The technical result consists in increasing the accuracy of reproducing the reference power. The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that according to the proposed method of generating laser radiation of a reference power, including attenuating the power of laser radiation from a selected source using a main rotating mechanical attenuator from an absorbing material with an angular slot, measuring the received power P e using a reference receiver , calculation of the reference power P m of laser radiation and the formation of laser radiation of the reference power P m , when forming l reference radiation power use an auxiliary rotating mechanical attenuator in the form of an angular fragment repeating the specified angular slit in shape, and the reference power of the generated laser radiation is calculated as P m = P e ⋅ K o / K in , where K about is the attenuation coefficient of the main attenuator, and K in - auxiliary. A main attenuator in the form of a disk and an auxiliary attenuator in the form of a plate or a main attenuator in the form of a cylinder and an auxiliary attenuator in the form of a cylindrical sector can be used. The laser radiation from the source is preferably sent via fiber optic cables to the optical bench, with which an open collimated laser beam is formed, and attenuators are placed in the path of said open beam, and the attenuated laser radiation from the optical bench is sent via fiber optic cables to the receiver.

На фиг. 1 представлена установка для формирования лазерного излучения с основным ослабителем (первый этап);In FIG. 1 shows a setup for generating laser radiation with a main attenuator (first step);

на фиг. 2 - вид основного ослабителя в плоскости, перпендикулярной его оси;in FIG. 2 is a view of the main attenuator in a plane perpendicular to its axis;

на фиг. 3 представлена установка для формирования лазерного излучения с вспомогательным ослабителем (второй этап);in FIG. 3 shows a setup for generating laser radiation with an auxiliary attenuator (second stage);

на фиг. 4 - вид вспомогательного ослабителя в плоскости, перпендикулярной его оси.in FIG. 4 is a view of an auxiliary attenuator in a plane perpendicular to its axis.

Установка для реализации предлагаемого способа содержит источник лазерного излучения 1, соединенный волоконно-оптическим кабелем 2 с волоконно-оптической скамьей 3, внутри которой формируется участок открытого коллимированного пучка излучения. В указанный открытый участок может вводиться и выводиться основной механический ослабитель 4 излучения, выполненный в виде вращающегося диска или цилиндра (на чертежах не показано) и имеющий сквозную прорезь 5 с радиально ориентированными острыми стенками, угол между которыми составляет n°. Выходящий из скамьи 3 волоконно-оптический кабель 6 соединен с эталонным приемником 7, выполненным в виде преобразователя средней мощности из состава эталона, выходные сигналы которого обрабатываются и представляются в виде информации об уровне средней мощности воздействующего на этот преобразователь излучения Рэ. Основной ослабитель 4 приводится во вращение электродвигателем 8, а стенки его прорези 5 скошены в сторону приемника 7.The installation for implementing the proposed method contains a laser radiation source 1 connected by a fiber optic cable 2 with a fiber optic bench 3, inside which a section of an open collimated radiation beam is formed. The main mechanical radiation attenuator 4 can be introduced and output into the indicated open section in the form of a rotating disk or cylinder (not shown in the drawings) and having a through slot 5 with radially oriented sharp walls, the angle between which is n °. The fiber-optic cable 6 emerging from the bench 3 is connected to a reference receiver 7 made in the form of an average power converter from the standard, the output signals of which are processed and presented in the form of information about the average power level of the radiation P e acting on this converter. The main attenuator 4 is driven by an electric motor 8, and the walls of its slot 5 are beveled towards the receiver 7.

Кроме того установка содержит вспомогательный ослабитель 9, рабочий элемент которого выполнен в виде вращающегося углового фрагмента в виде пластины (на чертежах не показано) или цилиндрического сектора, по форме повторяющего указанную угловую прорезь 5, грани которого ориентированы в радиальном направлении под углом m° и имеют скошенные грани. В случае установки ослабителя 9, волоконно-оптический кабель 6 соединяют с рабочим средством измерения 10. Рабочий элемент вспомогательного ослабителя 9 имеет поглощающее излучение покрытие и приводится во вращение с помощью электродвигателя 11, а его стенки его скошены в сторону приемника рабочего средства измерения 10.In addition, the installation contains an auxiliary attenuator 9, the working element of which is made in the form of a rotating angular fragment in the form of a plate (not shown in the drawings) or a cylindrical sector that repeats the shape of the indicated angular slot 5, whose faces are oriented in the radial direction at an angle m ° and have beveled edges. In the case of installing attenuator 9, the fiber-optic cable 6 is connected to the measuring means 10. The working element of the auxiliary attenuator 9 has an absorbing coating and is driven by an electric motor 11, and its walls are beveled towards the receiver of the measuring means 10.

Длина прорези 5 и вспомогательного ослабителя 9 в радиальном направлении должны превышать диаметр пучка лазерного излучения не менее чем в (1,2-1,3), а их верхняя кромка - перекрывать область пучка излучения на расстояние не менее чем на (0,2-0,3) его диаметра. Ослабители 4, 9 выполняют из непрозрачного для лазерного излучения материала, обладающего высокой теплопроводностью, а на их поверхности наносят хорошо поглощающие излучение покрытия, например, чернение. Охлаждение элементов 4 и 9 происходит при их вращении за счет теплообмена с окружающей воздушной средой.The length of the slot 5 and the auxiliary attenuator 9 in the radial direction should exceed the diameter of the laser beam by at least (1.2-1.3), and their upper edge should overlap the area of the radiation beam by a distance of at least (0.2- 0.3) of its diameter. The attenuators 4, 9 are made of a material that is opaque to laser radiation and has high thermal conductivity, and coatings that absorb radiation well, for example, blackening, are applied to their surface. The cooling of elements 4 and 9 occurs during their rotation due to heat exchange with the surrounding air.

Установку дополнительно снабжают компьютером для автоматического управления ее работой (в том числе и при проведении измерительных процессов с многократными измерениями и обработкой всей измерительной информации с автоматической выдачей протоколов полученных результатов), средствами отображения информации в виде индикатора, дисплея или аналого-цифровых преобразователей, а также контрольным средством измерений средней мощности проходного типа для учета нестабильности используемого лазера (на чертежах не показано). Ослабители 4 и 9 могут в соответствии с заданным алгоритмом вводиться и выводиться в область коллимированного пучка излучения, сформированного в проеме волоконно-оптической скамьи 3, с помощью устройств для автоматических линейных перемещений.The installation is additionally equipped with a computer for automatic control of its operation (including when carrying out measurement processes with multiple measurements and processing of all measurement information with the automatic generation of protocols of the results obtained), means of displaying information in the form of an indicator, display or analog-to-digital converters, as well as control instrument for measuring the average power of the loop-through type to account for the instability of the laser used (not shown in the drawings). The attenuators 4 and 9 can, in accordance with a predetermined algorithm, be introduced and output into the region of a collimated radiation beam formed in the opening of the fiber-optic bench 3 using devices for automatic linear movements.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.The proposed method is implemented as follows.

На первом этапе включают электродвигатель основного ослабителя 9 и лазерный источник 1. При этом излучение источника по состыкованному с ним волоконно-оптическому кабелю 2 подают на вход волоконно-оптической скамьи 3, где оно на некотором участке своего пути трансформируется в открытый коллимированный пучок, упирающийся в основной ослабитель 4. Наибольшая доля пучка лазерного излучения поглощается этим основным ослабителем 4, а наименьшая, периодически проскакивающая через прорезь 5, преобразуется в ослабленный по средней мощности импульсно-модулированный поток, входящий в выходной волоконно-оптический кабель 6, по которому он поступает на вход эталонного приемника 7, обеспечивающего измерение полученной мощности Рэ.At the first stage, the main attenuator motor 9 and the laser source 1 are turned on. In this case, the source radiation is fed to the input of the fiber-optic bench 3 through the fiber-optic cable 2 docked with it, where it is transformed into an open collimated beam resting on main attenuator 4. The largest fraction of the laser beam is absorbed by this main attenuator 4, and the smallest, periodically slipping through slot 5, is converted into impulses weakened by average power clearly modulated flow entering the output optical fiber cable 6, according to which it is fed to the reference input of the receiver 7, provide measurement of the received power P e.

На втором этапе эталонный приемник 7 отсоединяют от волоконно-оптического кабеля 6, после чего ослабитель 4 выводят из области коллимированного пучка в волоконно-оптической скамье 3, а на его место вводят вспомогательный ослабитель 9, предварительно включив его электродвигатель 11. При этом на выходе кабеля 6 формируют лазерное излучение эталонной мощности, которая может быть рассчитана как:At the second stage, the reference receiver 7 is disconnected from the fiber optic cable 6, after which the attenuator 4 is removed from the collimated beam region in the fiber optic bench 3, and an auxiliary attenuator 9 is introduced in its place, having previously turned on its electric motor 11. At the same time, at the cable output 6 form the laser radiation of the reference power, which can be calculated as:

Рмэ⋅Ков,R m = R e ⋅K o / K in ,

где Ко=360°/n° - определяемый геометрически коэффициент ослабления ослабителя 4, а Кв=360°/(360°-m°) определяемый геометрически коэффициент ослабления вспомогательного ослабителя 9.wherein K o = 360 ° / n ° - geometrically defined attenuation factor attenuator 4, and K = 360 ° / (360 ° -m °) geometrically determined attenuation coefficient auxiliary attenuator 9.

При этом рабочие кромки вспомогательного ослабителя 9 на втором этапе, точно так же как и рабочие кромки прорези 5 основного ослабителя 4 на первом этапе, взаимодействуют внутри скамьи с пучком коллимированного излучения, пространственные и энергетические параметры которого остаются на этих этапах неизменными. Поэтому занижение оценки средней мощности излучения на выходе волоконно-оптического кабеля 6 при ее оценке на первом этапе приводится в соответствие реальному значению. Объясняется это тем, что на каждом этапе имеет место дифракция излучения на идентичных кромках рабочих элементов основного 4 и вспомогательного 9 ослабителей, что уравнивает потери неколлимированного излучения на этих стадиях и позволяет подавить связанную с этим фактором погрешность измерений.In this case, the working edges of the auxiliary attenuator 9 in the second stage, just like the working edges of the slot 5 of the main attenuator 4 in the first stage, interact inside the bench with a beam of collimated radiation, the spatial and energy parameters of which remain unchanged at these stages. Therefore, the underestimation of the average radiation power at the output of the fiber optic cable 6, when it is estimated at the first stage, is brought into line with the real value. This is explained by the fact that at each stage there is radiation diffraction at identical edges of the working elements of the main 4 and auxiliary 9 attenuators, which equalizes the loss of uncollimated radiation at these stages and allows to suppress the measurement error associated with this factor.

Проведенные испытания показали, что использование предлагаемого способа формирования лазерного излучения эталонной мощности в процессе воспроизведения и передачи ее единицы поверяемым средствам измерений позволяет при поверке и калибровке обеспечить достижение современных требований к точности измерений средней мощности оптического излучения для эталонной техники на уровне (0,01-0,005)%.The tests showed that the use of the proposed method for generating laser radiation of a reference power in the process of reproducing and transferring its units to verified measuring instruments allows for verification and calibration to achieve modern requirements for the accuracy of measurements of the average power of optical radiation for a reference technique at the level of (0.01-0.005 )%.

Claims (4)

1. Способ формирования лазерного излучения эталонной мощности, включающий ослабление мощности лазерного излучения от выбранного источника с помощью основного вращающегося механического ослабителя из поглощающего материала с угловой прорезью, измерение полученной мощности Рэ с помощью эталонного приемника, расчет эталонной мощности Рм лазерного излучения и формирование лазерного излучения эталонной мощности Рм, отличающийся тем, что при формировании лазерного излучения эталонной мощности используют вспомогательный вращающийся механический ослабитель в виде углового фрагмента, по форме повторяющий указанную угловую прорезь, а эталонную мощность сформированного лазерного излучения рассчитывают как Рмэ⋅Ков, где Ко - коэффициент ослабления основного ослабителя, а Кв - вспомогательного.1. A method of generating laser radiation of a reference power, including attenuating the power of laser radiation from a selected source using a main rotating mechanical attenuator from an absorbing material with an angular slot, measuring the received power P e using a reference receiver, calculating a reference power P m of laser radiation and forming a laser reference radiation power P m, characterized in that when forming the reference laser power used auxiliary rotary Mechanical Protection attenuator in the form of a corner piece, shaped repeating said angular slot, and a reference power of the laser radiation generated is calculated as P m = P e ⋅K o / K, where K o - attenuation coefficient main attenuator and K - auxiliary. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют основной ослабитель в виде диска и вспомогательный в виде пластины.2. The method according to p. 1, characterized in that they use the main attenuator in the form of a disk and auxiliary in the form of a plate. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют основной ослабитель в виде цилиндра и вспомогательный в виде цилиндрического сектора.3. The method according to p. 1, characterized in that use the main attenuator in the form of a cylinder and auxiliary in the form of a cylindrical sector. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что лазерное излучение от источника направляют по волоконно-оптическим кабелям к оптической скамье, с помощью которой формируют открытый коллимированный пучок лазерного излучения, и располагают ослабители на пути указанного открытого пучка, а ослабленное лазерное излучение от оптической скамьи по волоконно-оптическим кабелям направляют к приемнику.4. The method according to p. 1, characterized in that the laser radiation from the source is directed through fiber optic cables to the optical bench, with which an open collimated laser beam is formed, and attenuators are placed in the path of said open beam, and the attenuated laser radiation from optical bench through fiber optic cables sent to the receiver.
RU2018120372A 2018-06-01 2018-06-01 Method of generating laser radiation of reference power RU2684431C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120372A RU2684431C1 (en) 2018-06-01 2018-06-01 Method of generating laser radiation of reference power

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120372A RU2684431C1 (en) 2018-06-01 2018-06-01 Method of generating laser radiation of reference power

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2684431C1 true RU2684431C1 (en) 2019-04-09

Family

ID=66089868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018120372A RU2684431C1 (en) 2018-06-01 2018-06-01 Method of generating laser radiation of reference power

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2684431C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203879U1 (en) * 2020-09-29 2021-04-26 Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") DEVICE FOR MEASURING THE AVERAGE POWER OF LASER RADIATION

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5064284A (en) * 1990-04-26 1991-11-12 Coherent, Inc. Apparatus for measuring the mode quality of a laser beam
CN202230246U (en) * 2011-10-13 2012-05-23 上海理工大学 High-stability optical chopper
RU2626064C1 (en) * 2016-04-26 2017-07-21 Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") Secondary standard of laser radiation energy unit for calibration and inspection of laser joulemeters

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5064284A (en) * 1990-04-26 1991-11-12 Coherent, Inc. Apparatus for measuring the mode quality of a laser beam
CN202230246U (en) * 2011-10-13 2012-05-23 上海理工大学 High-stability optical chopper
RU2626064C1 (en) * 2016-04-26 2017-07-21 Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") Secondary standard of laser radiation energy unit for calibration and inspection of laser joulemeters

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
А.И. Глазов и др. "Государственный рабочий эталон единицы средней мощности оптического излучения для волоконно-оптических систем и лазеров", ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА, No 3, 2016 г., стр. 7-11. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203879U1 (en) * 2020-09-29 2021-04-26 Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") DEVICE FOR MEASURING THE AVERAGE POWER OF LASER RADIATION

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2684431C1 (en) Method of generating laser radiation of reference power
JPH10274559A (en) Device for laser beam characteristic
Ali et al. Automated suppression of errors in LTP-II slope measurements with x-ray optics
KR900005641B1 (en) Checking machine of thickness
WO1999040398A1 (en) Improvements in or relating to sound detection
EP2752649A1 (en) Temperature distribution measurement system, temperature distribution measurement device, and temperature distribution measurement method
JPH05306133A (en) Stress relieving method for glass body and device therefor
US3526460A (en) Optical characteristics measuring apparatus
US5815255A (en) Method and system for measuring deflection angle of a beam of light reflected from a disk to determine tilt of the disk
Davis et al. Laser-Doppler measurement of complex acoustic impedance
Hild Beyond the first generation: extending the science range of the gravitational wave detector GEO600
Plotnikov et al. Measurements of high power levels of laser radiation by pass-through receivers
CA1213056A (en) Method of measuring a spot size of a single-mode fiber
US8705050B2 (en) Providing thermal compensation for topographic measurement at an elevated temperature using a non-contact vibration transducer
WO2016143056A1 (en) High-output-light attenuator, measuring device, and three-dimensional modeling device
RU2017085C1 (en) Method and device for transmitting average power unit of laser radiation power
RU2757471C1 (en) Method for calibration/verification of the laser radiation power measuring instrument
Xiu-kun et al. Real-time monitoring of the flexural and torsional vibration of the main axle of a numerically-controlled machine tool
Humphreys, Jr et al. Digital PIV measurements of acoustic particle displacements in a normal incidence impedance tube
Tóth et al. Challenges in evaluating beamforming measurements on an industrial jet fan
CN108801596A (en) A kind of laser receiver system detection probability curved measurement calculation method
Pappert Ultra-wideband direction finding using a fiber optic beamforming processor
Zaĭchenko et al. Acousto-optical devices in optical communications systems: addressing-related limitations
Raczyński Elimination of the Phase Mismatch Error in PP Probe Using Synchronous Measurement Technique
SU1791788A1 (en) Device for measurement of spatial-time characteristics of light beams