gbt13739-1992 激光辐射横模鉴别方法

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1、UDC535-232.6L5猫塔中华人民共和国国家标准GB/T13739一92激光辐射横模鉴别方法Testingmethodoftransversemodeoflaserradiation1992一11一04发布1993一08一01实施国家技术监督局发布中华人民共和国国家标准激光辐射横模鉴别方法GB/T13739一92Testingmethodoftransversemodeoflaserradiation1主题内容与适用范围本标准规定了激光辐射横模的鉴别方法。本标准适用于激光辐射高斯光束的横模鉴别。2引用标准GB7247激光产品的辐射安全、设备分类要求和用户

2、指南GB636。激光功率能量测试仪器规范3名词术语3.1激光器laser主要通过可控受激发射过程产生或放大在光学光谱范围内电磁辐射的器件。3.2激光辐射laserradiation激光器通过受控受激发射产生的在光学光谱范围内的全部电磁辐射。3.3基横模TEM00fundamentalEtranserselmode在光束的横截面内，横向场分布只有一个最大值的模式叫做基横模。基横模的横向场强分布是高斯分布。3.4高斯光束gaussbeam在光束传输轴线附近可近似视为一种非均匀的球面波，其曲率中心随传翰过程不断改变，但其振幅和强度横截面内始终保持高斯分布特性、其等相

3、位面始终保持为球面的辐射光束。3.5高斯线型gaussianlineshape具有下述高斯函数形式的线型叫做高斯线型。9(二，二。)一别二MT1'/z.e-W}-}P........................⋯⋯(:)，、乙11代成1式中:c—真空中的光速;。—原子质量;k—玻尔兹曼常数;T—绝对温度。3.6横模transersemode在垂直于光轴的横截面中，共振模式有确定的场强分布，每一种分布形式就是一种横模。3.7纵模longitudinalmode在垂直于光轴的横截面内，共振模式的场分布相同，而沿光轴方向形成驻波，具有确定的由驻波波国家技术监怪局

4、1992一11一04批准1993一08一01实施GB/T13739一92节数表征的纵向场分布，每一种纵向场分布形式，就是一种纵模。鉴别方法4.1目测鉴别法4.1.1目测法的应用范围和注意事项:a.被鉴别激光在可见光范围内;b.被观察平面必须是漫反射面;c.激光器类别在3B类以下。4.1.2目测漫反射光斑，根据光斑图样鉴别横模模式。4.2照相鉴别法本鉴别法适用于连续和脉冲激光束。4.2.1测试装置和注意事项测试装置示意图如图1所示。图1照相法示意图1一待测激光束;2一长焦距透镜(f>-1.)s3-漫反射片;4-照相机;5一衰减片a.待测激光束1经透镜2聚焦在漫射

5、板上，以得到远场分布;b.必要时加入衰减片5，以防止漫射板3熔化或汽化;c.照相机4要远离漫射板3，尽量避免光斑图像畸变;d.适当控制曝光量，使底片的黑度在感光乳胶特性曲线的线性区域内。4.2.2模式鉴别a.根据底片光斑图样鉴别横模模式;b初步认为是基横模时，再用密度计测量光斑的径向黑度分布，若符合高斯分布则为基横模。4.2-3当被测激光束为非可见光时，须选择相应衰减片、漫反射板和感光胶片，以期匹配。4.3常见的横模光斑图样激光的横模一般用TEMmnq来标记。其中q为纵模序数，，、，为横模序数。基模和几个高阶模的花样如图2a和图2b所示。.的帅!:洲图2a方形

6、镜球面腔光斑图样示例cs/T13739一92.0回二韶*TEM00TEMOITEM02TEMIOTEM20TEM30图2b圆形镜球面腔光斑图样示例4.4频谱分析鉴别法4.4-，原理根据激光原理，当光束截面光强分布为高斯函数分布时，相邻纵模最小的频率间隔为:△“60q_众(2)式中:‘—光在真空中的传播速度;产—激光介质的折射率;L—激光器腔长。此时输出激光为基横模(TEM00),若相邻模谱最小的频率间隔为c，.、.厂1_L}1_LI〕nn.,=-a=-(m十n)cos‘}I1一节-日1一节~I}...........................lS)‘产儿

7、L1几n1人61J式中:m,n高阶模序数，为正整数;RA,RB—为激光谐振腔两镜片的曲率半径。那么，激光器则有高阶模输出。4-4-2检测装置用共焦球面扫描干涉仪(简称干涉仪)检测激光频谱结构。检测装W示意图如图3所示。d图3激光频谱检测装11.示意图I一待测激光束;2一小孔光f*1;3一干涉仪;3a一压电陶瓷;3b-光探测器;4一示波器;5一锯齿波发生器待ICI激光束1经小孔光阑2进人干涉仪3，并防止反射光反馈回激光器。光束经干涉仪3在示波器4上显示出频谱成分。4.4.3模式鉴别根据示波器上的模谱结构测量频率间隔，与(2),(3)式比较，符合(2)者为基横模

8、，符合(3)者为高阶横模。4.4.4注