ГОСТ Р 8.780-2012. Национальный стандарт Российской Федерации. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений энергии, распределения плотности энергии, длительности импульса и длины волны лазерного излучения в диапазоне длин волн от 0,3 до 2,0 мкм

(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 14.09.2012 № 307-ст)

Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 сентября 2012 г. № 307-ст

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ЭНЕРГИИ, РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЭНЕРГИИ, ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСА И ДЛИНЫ ВОЛНЫ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН ОТ 0,3 ДО 2,0 мкм

State system for ensuring the uniformity of measurements. State verification schedule for means of measuring of the energy, of the distribution of energy density, of the pulse duration and of the laser wavelength in the wavelength range from 0,3 to 2,0 \mu m

ГОСТ Р 8.780-2012

ОКС 17.020

Дата введения 1 июля 2013 года

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений» (ФГУП «ВНИИОФИ») Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

2 ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 сентября 2012 г. № 307-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1. Область применения

Настоящий стандарт распространяется на государственную поверочную схему [рисунок А.1 (приложение А)] для средств измерений (СИ) энергии, распределения плотности энергии, длительности импульса и длины волны лазерного излучения (ЛИ) и устанавливает назначение государственного первичного эталона (ГПЭ) единиц энергии — джоуля (Дж), распределения плотности энергии — джоуля на квадратный сантиметр (Дж/см2), длительности импульса — секунды (с), длины волны ЛИ — метра (м), комплекс основных СИ, входящих в его состав, основные метрологические характеристики ГПЭ и порядок передачи единиц величин от ГПЭ с помощью рабочих эталонов (РЭ) рабочим средствам измерений (РСИ) с указанием погрешностей и основных методов передачи единиц величин.

2. Сокращения и обозначения

2.1 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ГПЭ — государственный первичный эталон;

ЛИ — лазерное излучение;

НСП — неисключенная систематическая погрешность;

РСИ — рабочее средство измерений;

РЭ — рабочий эталон;

СИ — средство измерений;

СКО — среднее квадратическое отклонение результатов измерений.

2.2 В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

fп — частота повторения;

H(x; y) — распределение плотности энергии;

P — средняя мощность;

Q — энергия импульса;

S_{\epsilon H(x,y)} — среднее квадратическое отклонение результата сличений единицы РПЭ;

S_{\epsilon Q} — среднее квадратическое отклонение результата сличений единицы энергии лазерного излучения;

S_{\epsilon\lambda} — среднее квадратическое отклонение результата сличений единицы длины волны лазерного излучения;

S_{\epsilon\tau_{\text{н}}} — среднее квадратическое отклонение результата сличений единицы длительности импульса лазерного излучения;

uс — суммарная стандартная неопределенность измерений;

\lambda — длина волны;

\tau_{\text{н}} — длительность импульса лазерного излучения.

3. Государственный первичный эталон

3.1 ГПЭ применяют для воспроизведения и хранения единиц величин энергии, распределения плотности энергии, длительности импульса и длины волны ЛИ и передачи единиц величин с помощью РЭ РСИ.

3.2 В состав ГПЭ входят следующие СИ и оборудование:

• комплекс СИ для воспроизведения и передачи единицы величины энергии импульсного ЛИ;
• комплекс СИ для воспроизведения и передачи единицы величины распределения плотности энергии импульсного ЛИ;
• комплекс СИ для воспроизведения и передачи единицы величины длительности импульса ЛИ;
• комплекс СИ для воспроизведения и передачи единицы величины длины волны ЛИ;
• вспомогательная аппаратура для обеспечения функционирования ГПЭ и обработки информации.

3.3 Диапазон значений, воспроизводимых ГПЭ, составляет:

• 1·10-2 ... 5·10-1 Дж — для Q на фиксированных \lambda 0,532; 1,064 и 1,570 мкм;
• 1·10-4 ... 1·10-2 Дж/см2 — для H(x; y) в диапазоне \lambda 0,4 ... 1,1 мкм;
• 1·10-9 ... 1·10-6 с — для \tau_{\text{н}} в спектральном диапазоне \lambda 0,4 ... 1,1 мкм;
• 0,3 ... 1,1 мкм — для \lambda в диапазоне P(Q) 1·10-4 ... 1 Вт(Дж).

3.4 ГПЭ обеспечивает воспроизведение единицы величины энергии импульсного ЛИ с СКО SQ не более 2·10-3 при десяти независимых наблюдениях.

НСП \Theta_{Q} — не более 2·10-3.

Суммарная стандартная неопределенность измерений uс(Q) — не более 5·10-3.

3.5 ГПЭ обеспечивает воспроизведение единицы величины распределения плотности энергии импульсного ЛИ с СКО SH(x; y) не более 4·10-3 при десяти независимых наблюдениях.

НСП \Theta_{H(x;y)} — не более 4·10-3.

Суммарная стандартная неопределенность измерений uс(H) — не более 1,2·10-2.

3.6 ГПЭ обеспечивает воспроизведение единицы величины длительности импульса ЛИ с СКО S_{\tau_{\text{н}}} не более 0,7·10-3 при десяти независимых наблюдениях.

НСП \Theta_{\tau_{\text{н}}} — не более 1·10-3.

Суммарная стандартная неопределенность измерений u_{c}(\tau_{\text{н}}) — не более 2·10-3.

3.7 ГПЭ обеспечивает воспроизведение единицы величины длины волны ЛИ с СКО S_{\lambda} не более 5·10-6 при десяти независимых наблюдениях.

НСП \Theta_{\lambda} — не более 2·10-6.

Суммарная стандартная неопределенность измерений u_{c}(\lambda) — не более 5·10-6.

3.8 Для обеспечения воспроизведения единиц величин энергии, распределения плотности энергии, длительности импульса и длины волны ЛИ с указанной точностью следует соблюдать правила хранения и применения ГПЭ, утвержденные в установленном порядке.

3.9 ГПЭ применяют для передачи единиц величин энергии, распределения плотности энергии, длительности импульса и длины волны ЛИ РЭ и высокоточным РСИ методом прямых измерений.

4. Рабочие эталоны

4.1 В качестве РЭ единицы величины энергии импульсного ЛИ используют комплексы, состоящие из стабилизированных импульсных лазеров в диапазоне \lambda 0,3 ... 2,0 мкм с \tau_{\text{н}} 1·10-15 ... 1·10-7 с, системы электрической градуировки, системы регистрации и обработки информации.

4.2 В качестве РЭ единицы величины распределения плотности энергии импульсного ЛИ используют комплексы, состоящие из стабилизированных импульсных лазеров с диапазоном диаметра пучка d_{\sigma} 1 ... 50 мм и в диапазоне \lambda 0,3 ... 2,0 мкм с \tau_{\text{н}} 1·10-15 ... 1·10-6 с, системы калибровки матричных РСИ по равномерному распределению плотности энергии (мощности) ЛИ, эталонного первичного измерительного преобразователя калориметрического типа с калиброванной диафрагмой на входе, системы регистрации и обработки информации.

4.3 В качестве РЭ единицы величины длительности импульсного ЛИ используют комплексы, состоящие из пикосекундного стабилизированного лазера на \lambda 1,064 мкм с \tau_{\text{н}} 1·10-3 ... 1·10-9 с, калиброванной меры оптической задержки (эталона Фабри-Перо), быстродействующего фотоприемника, широкополосного цифрового осциллографа, системы регистрации и обработки информации.

4.4 В качестве РЭ единицы величины длины волны ЛИ используют комплексы, состоящие из стабилизированных лазеров, набора стабилизированных спектральных ламп и спектрометров в диапазоне \lambda 0,3 ... 2,0 мкм и в диапазоне P(Q) 1·10-6 ... 1 Вт(Дж).

4.5 СКО РЭ составляют 2·10-5 ... 5·10-2.

4.6 РЭ применяют для поверки (калибровки) РСИ методом прямых измерений.

5. Рабочие средства измерений

5.1 В качестве РСИ используют:

• СИ энергии импульсного ЛИ с диапазоном измерений Q 1·10-5 ... 10 Дж в диапазоне \lambda 0,2 ... 2,0 мкм с \tau_{\text{н}} 1·10-9 ... 1·10-6 с при fп до 103 Гц;
• СИ энергии импульсного ЛИ с диапазоном измерений Q 1,0·10-6 ... 0,2 Дж в диапазоне \lambda 0,2 ... 2,0 мкм с \tau_{\text{н}} 1·10-12 ... 1·10-9 с при fп до 103 Гц;
• СИ энергии импульсного ЛИ с диапазоном измерений Q 1,0·10-6 ... 0,1 Дж в диапазоне \lambda 0,2 ... 2,0 мкм с \tau_{\text{н}} 1·10-15 ... 1·10-12 с при fп до 103 Гц;
• оптические аттенюаторы в диапазоне \lambda 0,3 ... 2,0 мкм с коэффициентом ослабления Kосл 10 ... 104;
• СИ распределения плотности энергии импульсного ЛИ с диапазоном измерений H(x; y) 5·10-3 ... 1 Дж/см2 в диапазоне \lambda 0,3 ... 2,0 мкм при \tau_{\text{н}} 1·10-9 ... 1·10-3 с при fп 1 ... 1·102 Гц;
• СИ угла расходимости \theta_{\sigma} в диапазоне измерений 1 ... 10 мрад и диаметра пучка импульсного ЛИ d_{\sigma} в диапазоне измерений 1,0 ... 50 мм в диапазоне \lambda 0,3 ... 2,0 мкм, в диапазоне Q 1·10-6 ... 1 Дж при \tau_{\text{н}} 1·10-9 ... 1·10-3 с и fп 1 ... 1·102 Гц;
• СИ \tau_{\text{н}} ЛИ в диапазоне измерений 1·10-9 ... 1·10-3 с в диапазоне \lambda 0,2 ... 2,0 мкм;
• СИ длины волны ЛИ \lambda в диапазоне измерений 0,3 ... 2,0 мкм в диапазоне P(Q) 1·10-6 ... 1 Вт(Дж).

5.2 Пределы допускаемых относительных погрешностей \Delta_{0} РСИ составляют 1,0·10-4 ... 0,1.

Приложение А (обязательное)

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ЭНЕРГИИ, РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЭНЕРГИИ, ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСА И ДЛИНЫ ВОЛНЫ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН ОТ 0,3 ДО 2,0 мкм

---