ICS 31.260 L 51
C
中华人民共和国国家标准
GB/T26599.1—2011/IS011146-1:2005
激光和激光相关设备 激光光束宽度、
发散角和光束传输比的试验方法第1部分：无像散和简单像散光束
Lasers and laser-related equipment-Test methods for laser beam widths divergence angles and beam propagation ratios--Part 1 :Stigmatic and
simple astigmatic beam
(ISO 11146-1:2005,IDT)
2011-11-01实施
2011-06-16发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T26599.1—2011/IS011146-1:2005
目 次
前言范围
I
1
2 规范性引用文件
术语和定义 4 坐标系 5 试验原理 5. 1 适用性 5.2 光束宽度和光束直径 5. 3 光束发散角 5. 4 光束传输比 5. 5 束腰位置、光束宽度、光束发散角与光束传输比的综合测量
3
..
-
测量布置与测试设备 6.1 概述
5
.
6.2 准备 6.3 环境控制 6.4探测器系统 6.5 光束整形光学元件与光学衰减器 6.6聚焦系统
.
-
光束宽度和光束直径的测量 7.1试验程序 7.2评估. 8发散角的测量 8.1试验程序 8.2评估 9 束腰位置、光束宽度、光束发散角与光束传输比的综合确定 10试验报告· 参考文献
7
..
+ +
12
- GB/T26599.12011/IS011146-1:2005
前言
《激光和激光相关设备激光光束宽度、发散角和光束传输比的试验方法》分为3个部分：
第1部分：无像散和简单像散光束；第2部分：广义像散光束；一第3部分：激光光束的本征和几何分类、传输和详细的试验方法。
本部分为GB/T26599的第1部分。 本部分使用翻译法等同采用国际标准ISO11146-1：2005《激光和激光相关设备 激光光束宽度、发
散角和光束传输比的试验方法第1部分：无像散和简单像散光束》（英文版）。本部分做了下列编辑性修改：在规范性引用文件中，用采用国际标准的我国标准代替对应的国际标准。
本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国光学和光子学标准化技术委员会（SAC/TC103)归口。 本部分起草单位：国家食品药品监督管理局杭州医疗器械质量监督检验中心。 本部分主要起草人：黄丹、孙瑜、韩坚城、杜堃、叶岳顺、叶中琛。
m GB/T26599.1—2011/IS011146-1:2005
激光和激光相关设备激光光束宽度、
发散角和光束传输比的试验方法第1部分：无像散和简单像散光束
1范围
GB/T26599的本部分规定了激光光束的光束宽度（直径）、发散角与光束传输比的测量方法。 GB/T26599的本部分仅适用于无像散和简单像散光束。如果光束的类型未知，或者光束是广义像散光束，则本部分不适用。 2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T26599的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分。然而鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB/T15313—2008激光术语（ISO11145：2006，MOD） JB/T6860—1993测量激光辐射功率能量的探测器、仪器与设备（IEC61040：1990，IDT） ISO11146-2：2005激光和激光相关设备激光光束宽度、发散角和光束传输比的试验方法第2
部分：广义像散光束
ISO13694光学和光学仪器激光和激光相关设备激光光束功率（能量）密度分布的试验方法
3术语和定义
GB/T15313—2008、ISO13694、JB/T6860一1993以及下列的术语和定义适用于本部分。 注：在这些定义中，工轴、y轴和z轴是针对第4章中描述的实验室系统。在此处和本标准中，术语“功率密度分布
E(工yz)”是指连续波光源。对于脉冲光源，可以将其替换为“能量密度分布H(工,y,z)”。
3. 1
功率密度分布的一阶矩firstordermomentsofapowerdensitydistribution 1,y 光束横截面功率密度分布的质心坐标，用式（1)和式（2)表示：
[E(r+y+z)rdrdy
(z)
.(1)
E(t,y,z)drdy
E(t,y,z)ydrdy
(z) =
***(2)
[E(,y,z)dzdy
-
注：在实际应用中，如第7章所给出的具体情况下，无穷积分简化为有限积分。
1 GB/T26599.1—2011/ISO11146-1.2005
3. 2
功率密度分布的二阶矩secondordermomentsofapowerdensitydistribution i,oj,dy 功率密度分布的归一加权积分，用式（3)～式(5)表示：
E(x,y,z)(r-)"drdy
()二<>
(3)
E(r,y,z)drdy
E(,y,z)(y -y)"drdy
(2)=<2)
·( 4 )
E(r,y,z)drdy
E(r,y,z)(r-)(y-)drdy
(5)
(z)=(zy)
E(t,y,z)drdy
注1：如第7章所给出的具体情况下，无限积分简化为有限积分。 注2：（z)是一个符号表示，而不是真实的平方。该数值可为正数、负数或零值。 注3：角括号是运算符号，ISO11146-2：2005和ISO/TR11146-3中均有使用。
3. 3
功率密度分布的主轴principalaxesofapowerdensitydistribution 基于光束横截面上功率密度分布中心二阶矩的最大和最小光束范围的轴。 注：最大和最小光束范围的轴线总是相互垂直的。
3.4
功率密度分布的取向orientationofapowerdensitydistribution 9 实验室系统的轴和更靠近轴的功率密度分布的主轴之间的夹角。 注：从本定义可知，若|≠/4，一x/4<<π/4；若@=士/4，则?就定义为轴和功率密度分布主要主轴（最大
光束范围对应的主轴)之间的夹角。
3.5
光束宽度 beamwidths da,doy 以功率密度分布的中心二阶矩为基础，在分别沿着与实验室坐标系的工轴或轴更近的主轴轴线
之处，光束横截面上功率密度分布的范围。
注1：如果主轴与实验室坐标系的轴和轴之间成π/4夹角，那么按惯例d。为较大的光束宽度。 注2：本定义与GB/T15313一2008的3.5.2中给出的定义不同，在那个标准中光束宽度仅被定义为在实验室系统
中，而在GB/T26599的本部分光束宽度被定义为在主轴系统中。
3.6
功率密度分布的椭圆率ellipticityofapowerdensitydistribution e 最小和最大光束宽度之间的比率。
3.7
圆形功率密度分布 circularpower density distribution 椭圆率大于0.87的功率密度分布。
2 GB/T26599.1—2011/ISO11146-1:2005
3.8
光束直径 beamdiameter d. 以二阶矩为基础的圆形功率密度分布的范围。
3. 9
无像散stigmatism 光束在自由传输中的任一平面上具有圆形功率密度分布并且通过柱面透镜传输后功率密度分布保
持不变或具有和透镜相同的方位取向的特性。 3. 10
简单像散simpleastigmatism 像散光束在自由传输中方位角保持恒定取向的并且通过对称轴与一个光束主轴平行的圆柱光学元
件后仍保持其原有取向的特性。
注：简单像散光束的功率密度分布的主轴被称为该光束的主轴。 3. 11
广义像generalastigmatism 既不是无像散光束也不是简单像散光束的光束特性。 注：GB/T26599的本部分仅涉及无像散和筒单像傲光束。关于广义像散光束，见ISO11146-22005。
3.12
束腰位置beamwaistlocations ZorZoy9Zo 光束宽度或光束直径沿传输轴达到最小值的位置距之=0参考平面的距离。 见图1。
图1简单像散光束的光束传输参数
注1：对于超出了本部分的范围的广义像散光束，本定义不适用。 注2：对于简单像散光束，对应于主轴的束腰位置zo和20，可能重合，也可能不重合。
3 GB/T26599.1-2011/IS011146-1:2005
3. 13
束腰宽度 beamwaistwidths daro,dyo 简单像散光束在束腰位置处的光束宽度。 注：d。是位置z处的光束宽度d，dg是位置zo,处的光束宽度d。。
3. 14
束腰直径 beam waist diameter do 无像散光束在束腰位置处的光束直径。
3. 15
光束发散角 beam divergence angles 0.0.0. 光束宽度或光束直径随着离束腰位置距离的增加而增大的程度，用式(6)~式(8)表示：对于简单像散光束
d(z)
?= lim
(6)
Zox
2
和
dy(z) Z—Zoy
?= lim
·(7 )
对于无像散光束
d.(z)
?= lim
.(8)
20
注1：光束发散角用全角表示。 注2：本定义与GB/T15313--2008的3.18.2中给出的定义不同，在那个标准中光束发散角仅被定义为在实验室
系统中，而在GB/T26599的本部分光束发散角被定义为在主轴系统中。
3.16
光束传输比beampropagationratios 注1：“光束传输比”代替了ISO11146：1999中使用的“衍射极限倍率因子”。 注2：对于无像傲和简单像散光束，只要相关光学元件不改变光束的无像散或简单像散特性，3.16.1和3.16.2中
定义的光束传输比是传输不变盘。
3.16.1
光束传输比 beam propagation ratios M和M' 对于简单像散光束，沿着被测光束主轴的光束参数乘积与相同波长入的衍射极限的理想高斯光束
光束参数乘积之间的比值，用式（9）和式（10）表示：
M=r. daooa M,: r. doobo
(9)
入
4
.(10)
4
3.16.2
光束传输比 beam propagation ratio M 对于无像散光束，被测光束的光束参数乘积与相同波长入的衍射极限的理想高斯光束（TEM）光
束参数乘积之间的比值，用式(11)表示： 4