Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений средней мощности лазерного излучения и энергии импульсного лазерного излучения в диапазоне длин волн от 0,3 до 12,0 мкм, ГЭТ 28-2022 (ФГУП "ВНИИОФИ")

Общие сведения

УТВЕРЖДЕНА приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от «2» августа 2022 г. № 1896 ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ЭНЕРГИИ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН от 0,3 до 12,0 мкм

1. Область применения

1.1.Настоящая Государственная поверочная схема распространяется на средства измерений средней мощности лазерного излучения и энергии импульсного лазерного излучения в диапазоне длин волн от 0,3 до 12,0 мкм и устанавливает порядок передачи единиц средней мощности лазерного излучения и энергии импульсного лазерного излучения от государственного первичного эталона при помощи вторичных и рабочих эталонов средствам измерений с указанием погрешностей и основных методов поверки и передач единиц величин. Графическая часть Государственной поверочной схемы для средств измерений средней мощности лазерного излучения и энергии импульсного лазерного излучения в диапазоне длин волн от 0,3 до 12,0 мкм представлена в приложении А.

2. Сокращения и обозначения

2.1.В настоящем документе применены следующие сокращения: ГПЭ СМ – государственный первичный эталон единицы средней мощности лазерного излучения; НСП – неисключенная систематическая погрешность; РЭ – рабочий эталон; СКО – среднее квадратическое отклонение результатов измерений.

2.2.В настоящем документе применены следующие обозначения: P – средняя мощность лазерного излучения; Q – энергия импульса лазерного излучения; SP – среднее квадратическое отклонение результата воспроизведения единицы средней мощности лазерного излучения; SоP – суммарная погрешность, выраженная в виде СКО измерений единицы средней мощности лазерного излучения; SоQ – суммарная погрешность, выраженная в виде СКО измерений единицы энергии импульсного лазерного излучения; λ – длина волны лазерного излучения; Θ – неисключенная систематическая погрешность результата воспроизведения единицы средней мощности лазерного излучения; Δо – предел допускаемых относительных погрешностей средств а измерений; uc – суммарная стандартная неопределенность измерений.

3. Государственный первичный эталон

3.1.ГПЭ СМ предназначен для воспроизведения и передачи единицы средней мощности лазерного излучения вторичным эталонам методами прямых и косвенных измерений на длинах волн 0,532; 0,633; 0,912; 1,053; 1,064; 1,07 и 10,6 мкм в диапазоне от 1·10-9 Вт до 1·104 Вт.

3.2.ГПЭ СМ состоит из комплексов следующих технических средств: комплекс для воспроизведения и передачи единицы средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 1·10-9 до 2 Вт в составе: источники лазерного излучения на длинах волн 0,532; 0,63 3; 0,912; 1,053; 1,064 и 10,6 мкм; эталонный первичный измерительный преобразователь; оптическая система; блок электрической калибровки; трап-детектор; комплекс для воспроизведения и передачи единицы средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 2 Вт до 1·104 Вт в составе: источник лазерного излучения на длине волны 1,07 мкм; эталонный измерительный преобразователь; измерительный светоделитель; силовая оптика; поглотитель лазерного излучения.

3.3.Диапазон измерений средней мощности лазерного излучения P, в котором воспроизводится единица, составляет: от 2 до 1·104 Вт на длине волны  1,07 мкм; от 5·10-3 до 2 Вт на длинах волн  0,532; 0,912; 1,053; 1,064 и 10,6 мкм; от 1·10-9 до 5·10-3 Вт на длинах волн  0,532; 0,633.

3.4.ГПЭ СМ обеспечивает воспроизведение единицы с СКО SP: в диапазоне от 2 до 1·104 Вт: 0,2 %; в диапазоне от 5·10-3 до 2 Вт: 0,013 %; в диапазоне от 1·10-9 до 5·10-3 Вт: 0,18 %; с НСП Θ: в диапазоне от 2 до 1·104 Вт: 0,7 %; в диапазоне от 5·10-3 до 2 Вт: 0,009 %; в диапазоне от 1·10-9 до 5·10-3 Вт: 0,54 %; с суммарной стандартной неопределенностью uс: в диапазоне от 2 до 1·104 Вт: 0,73 %; в диапазоне от 5·10-3 до 2 Вт: 0,016 %; в диапазоне от 1·10-9 до 5·10-3 Вт: 0,36 %.

3.5.Для обеспечения воспроизведения единиц средней мощности лазерного излучения с указанной точностью должны быть соблюдены правила содержания и применения государственного первичного эталона, утвержденные в установленном порядке.

3.6.ГПЭ СМ применяют для пер едачи единицы средней мощности лазерного излучения вторичным эталонам методами прямых и косвенных измерений.

4. Вторичные эталоны

4.1.Вторичный эталон единиц средней мощности и энергии импульсного лазерного излучения в диапазоне длин волн от 0,3 до 12,0 мкм

4.1.1.В качестве вторичного эталона применяют комплекс, состоящий из стабилизированных лазеров непрерывного режима работы на длинах волн 0,532, 1,064 и 10,6 мкм; средства измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 0,1 до 2,0 Вт; устройства, позволяющего формировать импульс с энергией импульсного лазерного излучения от 0,1 до 2,0 Дж; частотомера; системы электрической градуировки средств а измерений средней мощности; системы контроля относительного уровня средней мощности; системы регистрации и обработки информации. Единица энергии импульсного лазерного излучения вычисляется из произведения единицы средней мощности (Ватт), переданной от ГПЭ СМ, и единицы времени (секунда), переданной от Государственного первичного эталона единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ГЭТ 1. Диапазон измерений единицы средней мощности лазерного излучения P составляет от 0,1 до 2,0 Вт, диапазон измерений единицы энергии импульсного лазерного излучения Q составляет от 0,1 до 2,0 Дж.

4.1.2.Суммарная погрешность SоP, не превышает 0,15 %, суммарная погрешность SоQ, не превышает 0,2 %.

4.1.3.Вторичный эталон применяют для передачи методом прямых измерений единицы средней мощности лазерного излучения РЭ единицы средней мощности лазерного излучения, РЭ средней мощности лазерного излучения и энергии импульсного лазерного излучения, для передачи методом прямых измерений единицы энергии импульсного лазерного излучения РЭ единицы энергии импульсного лазерного излучения, РЭ единиц средней мощности лазерного излучения и энергии импульсного лазерного излучения; для поверки средств измерений мощности лазерного излучения в диапазоне мощности от 1∙10-3 до 100 Вт; средств измерений энергии импульсного лазерного излучения в диапазоне энергий от 1∙10-5 до 10 Дж.

4.2.Вторичный эталон единицы средней мощности лазерного излучения от 1∙10-15 до 1∙10-3 Вт

4.2.1.В качестве вторичного эталона применяют комплекс, состоящий из стабилизированных лазеров непрерывного режима работы на длинах волн 0,532; 0,633 и 1,064 мкм; средств измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 1∙10-15 до 1∙10 -3 Вт; системы ослабителей средней мощности лазерного излучения, системы контроля относительного уровня средней мощности лазерного излучения; системы регистрации и обработки информации. Диапазон измерений единицы средней мощности лазерного излучения P составляет от 1∙10-15 до 1∙10-3 Вт.

4.2.2.Суммарная погрешность SоP для диапазона от 1∙10 -15 до 1∙10 -10 Вт (включительно) не превышает 5,0 %; для диапазона свыше 1∙10-10 до 1∙10 -6 Вт (включительно) не превышает 0,5 %; для диапазона свыше 1∙10-6 до 1∙10-3 Вт не превышает 0,1 %.

4.2.3.Вторичный эталон применяют для поверки средств измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 1∙10 -6 до 1 Вт; средств измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 1∙10-3 до 1∙10-10 Вт; средств измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 1∙10-10 до 1∙10-15 Вт.

4.3.Вторичный эталон единицы средней мощности лазерного излучения на фиксированных длинах волн 1,07 и 10,6 мкм

4.3.1.В качестве вторичного эталона применяют комплекс, состоящий из двух установок: в состав первой установки входит волоконный лазер на длине волны 1,07 мкм с выходной мощностью до 3∙104 Вт, система ослабления лазерного излучения, силовая оптика, поглотители лазерного излучения, измерительный преобразователь, система контроля относительного уровня и коэффициента деления средней мощности лазерного излучения; система регистрации и обработки информации; в состав второй установки входит СО2-лазер на длине волны 10,6 мкм с выходной средней мощностью до 2∙103 Вт, система ослабления лазерного излучения, силовая оптика, поглотители лазерного излучения, измерительный преобразователь, система контроля относительного уровня и коэффициента деления средней мощности лазерного излучения; система регистрации и обработки информации. Диапазон измерений единицы средней мощности лазерного излучения P составляет от 100 до 3∙10 4 Вт на длине волны 1,07 мкм; от 100 до 2∙10 3 Вт на длине волны 10,6 мкм.

4.3.2.Суммарная погрешность SоP для диапазона от 100 до 3∙10 4 Вт на длине волны 1,07 мкм не превышает 1,5 %; для диапазона от 100 до 2∙10 3 Вт на длине волны 10,6 мкм не превышает 1,5 %.

4.3.3.Вторичный эталон применяют для передачи методом прямых измерений единицы средней мощности лазерного излучения РЭ единицы средней мощности больших уровней лазерного излучения, для поверки средств измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 100 до 5∙105 Вт.

5. Рабочие эталоны

5.1.РЭ единиц средней мощности и энергии импульсного лазерного излучения

5.1.1.В качестве РЭ применяют комплекс, состоящий из стабилизированных лазеров непрерывного режима работы на длинах волн 0,5 3, 0,633 и 10,6 мкм; средств измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 0,025 до 2,0 Вт и затвора для формирования импульса с энергией импульсного лазерного излучения в диапазоне от 0,025 до 2,0 Дж. Диапазон измерений единицы средней мощности ла зерного излучения P составляет от 0,025 до 2,0 Вт, д иапазон измерений единицы энергии импульсного лазерного излучения Q составляет от 0,025 до 2,0 Дж.

5.1.2.Суммарная погрешность SоP составляет от 0,4 до 1,0 %; суммарная погрешность SоQ составляет от 0,5 до 2,0 %.

5.1.3.РЭ единиц средней мощности и энергии импульсного лазерного излучения применяют для поверки средств измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 1∙10-3 до 100 Вт; средств измерений энергии импульсного лазерного излучения в диапазоне от 1∙10-5 до 10 Дж.

5.2.РЭ единицы средней мощности лазерного излучения

5.2.1.В качестве РЭ применяют комплекс, работающий в спектральном диапазоне от 0,3 до 12,0 мкм и состоящий из стабилизированных лазеров и средств измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 110–5 до 1,0 Вт. Диапазон измерений единицы средней мощности лазерного излучения P составляет от 110–5 до 1,0 Вт.

5.2.2.Суммарная погрешность SоP составляет от 0,3 до 1,0 %.

5.2.3.РЭ единицы средней мощности лазерного излучения применяют для поверки средств измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 110–6 до 1,0 Вт; средств измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 1∙10-3 до 100 Вт.

5.3.РЭ единицы энергии импульсного лазерного излучения

5.3.1.В качестве РЭ применяют комплекс, работающий в спектральном диапазоне от 0,3 до 12,0 мкм и состоящий из комплекта импульсных лазеров и средств измерений энергии импульсного лазерного излучения в диапазоне от 110–3 до 5,0 Дж. Диапазон измерений единицы энергии импульсного лазерного излучения Q составляет от 110–3 до 5,0 Дж.

5.3.2.Суммарная погрешность SоQ составляет 0,5 %.

5.3.3.РЭ единицы энергии импульсного лазерного излучения применяют для поверки средств измерений энергии импульсного лазерного излучения в диапазоне от 1∙10-5 до 10 Дж.

5.4.РЭ единицы средней мощности больших уровней лазерного излучения

5.4.1.В качестве РЭ применяют комплекс, работающий на фиксированных длинах волн 1,07 и 10,6 мкм и состоящий из стабилизированных лазеров и средств измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 100 до 1∙104 Вт. Диапазон измерений единицы средней мощности лазерного излучения P составляет от 100 до 1∙104 Вт.

5.4.2.Суммарная погрешность SоP составляет 2,0 %.

5.4.3.РЭ единицы средней мощности больших уровней лазерного излучения применяют для поверки средств измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 100 до 5∙105 Вт.

6. Средства измерений

6.1.В качестве средств измерений применяют: а) средства измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 1∙10-15 до 1∙10-10 Вт в диапазоне длин волн от 0,3 до 12,0 мкм; б) средства измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 1∙10-10 до 1∙10-3 Вт в диапазоне длин волн от 0,3 до 12,0 мкм; в) средства измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 1∙10-6 до 1 Вт в диапазоне длин волн от 0,3 до 12,0 мкм; г) средства измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 1∙10-3 до 100 Вт в диапазоне длин волн от 0,3 до 12,0 мкм; д) средства измерений средней мощности лазерного излучения в диапазоне от 100 до 5∙105 Вт в диапазоне длин волн от 0,3 до 12,0 мкм; е) средства измерений энергии импульсного лазерного изл учения в диапазоне энергии от 1∙10-5 до 10 Дж в диапазоне длин волн от 0,3 до 12,0 мкм.

6.2.Пределы допускаемых относительных погрешностей Δ о средств измерений средней мощности и энергии импульсного лазерного излучения составляют от 0,3 до 20,0 %.