この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
国際規格は、ISO/IEC 指令のPart 2 部で規定されている規則に従って起草されます。
技術委員会の主な任務は、国際規格を準備することです。技術委員会によって採択されたドラフト国際規格は、投票のためにメンバー団体に配布されます。国際規格として発行するには、投票するメンバー団体の少なくとも 75% による承認が必要です。
このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。
ISO 11670 は、技術委員会 ISO/TC 172, 光学および光学機器、小委員会 SC 9, 電気光学システムによって作成されました。
この第 2 版は、条項 3 と 9 が技術的に改訂された第 1 版 (ISO 11670:1999) を取り消して置き換えます。附属書 A および附属書 Â が追加されました。
序章
レーザービームの中心は、出力密度分布の重心または一次空間モーメントとして定義されます。ビームの電流伝搬軸は、均一で均一な媒体内の 2 つの異なる平面で同時に測定された 2 つの重心を結ぶ直線です。ビーム軸の不安定性は、単調、周期的、または時間的に確率的な横方向の変位と角運動によって特徴付けられる場合があります。
レーザービームの動きはランダムに分布し、全方向で振幅が均一です。一般に、ビームは一方向により多く移動する可能性があります。 1 つの方向が優勢な場合、この国際規格で指定されている手順を使用して、その優勢な方向 (ビームのx軸) と実験室システムの軸に対するその方位角の位置を特定できます。
この国際規格は、これらの量の測定に関する一般原則を規定しています。さらに、ビーム位置を参照する際に使用される用語と記号の定義が提供されます。
1 スコープ
この国際規格は、レーザー ビームの位置および角度の安定性を決定する方法を規定しています。この国際規格に示されている試験方法は、レーザーの試験と特性評価に使用されることを意図しています。
2 参考文献
本書の適用には、以下の参考文献が不可欠です。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 11145:2001, 光学および光学機器 — レーザーおよびレーザー関連機器 — 語彙および記号
- ISO 11146:1999, レーザーおよびレーザー関連機器 — レーザー ビーム パラメータのテスト方法 — ビーム幅、発散角、およびビーム伝搬係数
- IEC 61040:1990, レーザー放射用の電力およびエネルギー測定検出器、機器および機器
3 用語と定義
このドキュメントの目的のために、IEC 61040, ISO 11145, および ISO 11146 に記載されている用語と定義、および以下が適用されます。
3.1
角運動
x 、 y
それぞれxz平面とyz平面でのレーザー ビームの角運動
注記 1:これらの量はビーム軸系x,y,z で定義されます。 x方向の量と y 方向の量の比率が 1.15:1 を超えない場合、その量は回転対称であると見なされ、1 つの数値のみを指定できます。その場合、インデックスのない記号 α が使用されます。
3.2
ビーム角度安定性
x 、 y
測定された角運動の標準偏差の 2 倍
注記 1:これらの量はビーム軸系x,y,z で定義されます。 x方向の量とy方向の量の比率が 1.15:1 を超えない場合、その量は回転対称であると見なされ、1 つの数値のみを指定できます。その場合、インデックスのない記号δαが使用されます。
3.3
ピボット
すべての瞬間ビーム軸とz軸の交点
注記1ピボットの測定は，必ずしも存在するとは限らないため，この国際規格の主題ではない。
3.4
横変位
a x , a у
それぞれx方向と y 方向のレーザービームの横方向変位の距離
注記 1:これらの量はビーム軸系x,y,z で定義されます。 x方向の量とу方向の量の比率が 1.15:1 を超えない場合、その量は回転対称であると見なされ、1 つの数値のみを指定できます。その場合、添字なしの記号aが使用されます。
注記2横変位の測定は、この国際規格の対象外です。
3.5
ビーム位置移動
平面zにおけるレーザービームの重心の位置移動
注記 1:平面z'での位置移動は、レーザービームの横方向の変位および/または角度移動の重ね合わせの結果として生じます。
3.6
ビーム位置安定性
x （ z' ）、 y （ z' ）
平面zで測定されたビーム位置移動の標準偏差の 4 倍 '
注記 1:これらの量はビーム軸系x,y,z で定義されます。 x方向の量とу方向の量の比率が 1.15:1 を超えない場合、その量は回転対称であると見なされ、1 つの数値のみを指定できます。その場合、インデックスのない記号 Δ ( z ') が使用されます。
3.7
相対ビーム角度安定性
δ αrel, x , δ αrel, y , δ αrel,
ビーム角度安定性を発散角で割った値
注記 1:楕円形ビームの場合、有効な発散角を使用する必要があります。これは、一般に、ビームの位置安定性の主軸がレーザービーム伝搬の主軸と一致しないためです。
3.8
相対的ビーム位置安定性
Δ rel, x ( z' ), Δ rel, y ( z' ), Δ rel, ( z' )
平面zでのビーム位置安定性を平面zでのビーム直径で割った値
注記 1:楕円ビームの場合、一般にビーム位置安定性の主軸はレーザービーム伝搬の主軸と一致しないため、有効ビーム径を使用する必要があります。
3.9
ビーム安定性パラメータ積
x 、 y 、 S
伝播に沿った最小ビーム位置安定性とビーム角度安定性の積
注記 1ビーム径と同様に、ビーム位置安定性は、3.6 節で定義されているように、双曲線伝搬法則に従います。したがって、絶対ビーム安定性の伝播は、ビーム位置安定性の最小値の位置z 0 、ビーム位置安定性の最小値Δ 0 、およびビーム角度安定性 α の 3 つのパラメータによって完全に特徴付けることができます。一般に、ビーム位置安定度の最小値の位置z0は、レーザビームのウエスト位置とは一致しない。詳細については、付録 A を参照してください。
3.10
コールドスタートからのビーム位置変化
電源を切って周囲温度が平衡化されたレーザーの電源を入れた直後に記録された位置と、そのレーザーがウォームアップ時間よりも長く動作した後に記録された位置とのビーム位置の差。
3.11
短期安定
1 秒以内の安定性
3.12
中期安定
1分以内の安定性
3.13
長期安定性
1時間以内の安定性
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 11670 was prepared by Technical Committee ISO/TC 172, Optics and optical instruments, Subcommittee SC 9, Electro-optical systems.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11670:1999), Clauses 3 and 9 of which have been technically revised. Annexes A and В have been added.
Introduction
The centre of a laser beam is defined as the centroid or first-order spatial moment of the power density distribution. The current propagation axis of a beam is then the straight line connecting two centroids measured at two different planes simultaneously in a uniform, homogeneous medium. Beam axis instability may be characterized by transverse displacements and angular movements that are either monotonic, periodic or stochastic in time.
The movement of a laser beam may be randomly distributed and uniform in amplitude in all directions. In general, the beam may move a greater amount in one direction. If one direction predominates, the procedures specified in this International Standard can be used to identify that dominant direction (the beam x-axis) and its azimuthal location relative to the axes of the laboratory system.
This International Standard provides general principles for the measurement of these quantities. In addition, definitions of terminology and symbols to be used in referring to beam position are provided.
1 Scope
This International Standard specifies methods for determining laser beam positional as well as angular stability. The test methods given in this International Standard are intended to be used for the testing and characterization of lasers.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 11145:2001, Optics and optical instruments — Lasers and laser-related equipment — Vocabulary and symbols
- ISO 11146:1999, Lasers and laser-related equipment — Test methods for laser beam parameters — Beam widths, divergence angle and beam propagation factor
- IEC 61040:1990, Power and energy measuring detectors, instruments and equipment for laser radiation
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in IEC 61040, ISO 11145 and ISO 11146 and the following apply.
3.1
angular movement
αx , αy
angular movement of the laser beam in the x-z and y-z planes, respectively
Note 1 to entry: These quantities are defined in the beam axis system x,y,z. If the ratio of the quantity in the x direction to that in the y direction does not exceed 1,15:1, the quantity is regarded as rotationally symmetric and only one number may be given. The symbol α without index is used in that case.
3.2
beam angular stability
δαx , δαy
twice the standard deviation of the measured angular movement
Note 1 to entry: These quantities are defined in the beam axis system x,y,z. If the ratio of the quantity in the x direction to that in the y direction does not exceed 1,15:1, the quantity is regarded as rotationally symmetric and only one number may be given. The symbol δα without index is used in that case.
3.3
pivot
point of intersection of all momentary beam axes with the z-axis
Note 1 to entry: The measurement of the pivot is not a subject of this International Standard, because it does not necessarily exist.
3.4
transverse displacement
ax , aу
distance of transverse displacement of the laser beam in the x- and y-directions, respectively
Note 1 to entry: These quantities are defined in the beam axis system x,y,z. If the ratio of the quantity in the x direction to that in the у direction does not exceed 1,15:1, the quantity is regarded as rotationally symmetric and only one number may be given. The symbol a without index is used in that case.
Note 2 to entry: The measurement of the transverse displacement is not a subject of this International Standard.
3.5
beam positional movement
positional movement of the centroid of the laser beam in the plane z′
Note 1 to entry: The positional movement at plane z′ results from the superposition of transverse displacement and/or angular movement of the laser beam.
3.6
beam positional stability
Δ x (z′), Δ y (z′)
four times the standard deviation of the measured beam positional movement at plane z′
Note 1 to entry: These quantities are defined in the beam axis system x,y,z. If the ratio of the quantity in the x direction to that in the у direction does not exceed 1,15:1, the quantity is regarded as rotationally symmetric and only one number may be given. The symbol Δ (z′) without index is used in that case.
3.7
relative beam angular stability
δαrel,x , δαrel,y , δαrel,
beam angular stability divided by the divergence angle
Note 1 to entry: For elliptical beams, an effective divergence angle should be used, since the principal axes of the beam positional stability in general will not coincide with the principal axes of the laser beam propagation.
3.8
relative beam positional stability
Δrel,x (z′), Δrel,y (z′), Δrel,(z′)
beam positional stability at plane z′ divided by the beam diameter at plane z′
Note 1 to entry: For elliptical beams, an effective beam diameter should be used, since the principal axes of the beam positional stability in general will not coincide with the principal axes of the laser beam propagation.
3.9
beam stability parameter product
Sx , Sy , S
The product of the minimum beam positional stability along the propagation and the beam angular stability
Note 1 to entry: In a way similar to the beam diameter, the beam positional stability, as defined in sub-clause 3.6, obeys a hyperbolic propagation law. Thus, the propagation of the absolute beam stability can be completely characterized by three parameters: the position z0 of the minimum value of the beam positional stability, the minimum value of the beam positional stability Δ0 and the beam angular stability α. The position z0 of the minimum value of the beam positional stability in general does not coincide with the waist position of the laser beam. See Annex A for further details.
3.10
beam positional change from cold start
difference in beam position from the position noted immediately upon turning on a turned-off, ambient-temperature-equilibrated laser and the position noted after that laser has operated for longer than the warm-up time
3.11
short-term stability
stability within a time interval of 1 s
3.12
medium-term stability
stability within a time interval of 1 min
3.13
long-term stability
stability within a time interval of 1 h