ГОСТ Р 70754-2023. Национальный стандарт Российской Федерации. Модуляторы и дефлекторы акустооптические. Система параметров
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 25.05.2023 № 344-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 01.03.2024.
Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2023 г. № 344-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОДУЛЯТОРЫ И ДЕФЛЕКТОРЫ АКУСТООПТИЧЕСКИЕ
Acousto-optic modulators and deflectors. Parameter system
Дата введения 1 марта 2024 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Российский научно-исследовательский институт „Электронстандарт“ (АО „РНИИ „Электронстандарт“)»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 303 «Электронная компонентная база, материалы и оборудование»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2023 г. № 344-ст
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «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 (www.rst.gov.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на вновь разрабатываемые и модернизируемые акустооптические модуляторы для амплитудной непрерывной и импульсной модуляции интенсивности лазерного излучения (далее — модуляторы), размещаемые вне и внутри резонаторов лазеров, и акустооптические дефлекторы для изменения положения пучка лазерного излучения по заданному закону в режиме произвольной дискретной выборки и линейного сканирования (далее — дефлекторы).
Стандарт не распространяется на многоканальные акустооптические модуляторы, предназначенные для работы в устройствах обработки информации.
Стандарт устанавливает систему параметров модуляторов и дефлекторов, включая состав оптических, модуляционных и электрических параметров, состав параметров — режимов измерений и эксплуатации, способы задания норм на них, важнейшие параметры, параметры — критерии годности для испытаний различных видов, состав типовых характеристик, подлежащих включению в общие технические условия и технические условия на модуляторы и дефлекторы при их разработке или пересмотре.
Стандарт следует применять для выбора параметров модуляторов и дефлекторов при разработке технических заданий на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, программы испытаний опытных образцов.
Настоящий стандарт предназначен для применения предприятиями, организациями и другими субъектами научной и хозяйственной деятельности независимо от форм собственности и подчинения, а также федеральными органами исполнительной власти Российской Федерации, участвующими в разработке, производстве, эксплуатации модуляторов и дефлекторов в соответствии с действующим законодательством.
2 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
2.1 управляющий сигнал акустооптического модулятора (дефлектора): Высокочастотный электрический сигнал, подаваемый на вход модулятора (дефлектора) для управления по заданному закону во времени и пространстве параметрами лазерного излучения.
2.2 активность отклонения лазерного излучения: Отношение мощности лазерного излучения, отклоненной в первый порядок при заданной частоте (диапазоне частот) и номинальной мощности управляющего сигнала, к мощности излучения, прошедшего через устройство в отсутствие управляющего сигнала.
2.3 диапазон частот управляющего сигнала: Диапазон частот, в котором значение эффективности отклонения лазерного излучения при номинальной мощности управляющего сигнала находится в заданных пределах.
2.4 разрешение по критерию Рэлея: Два отклоненных пучка лазерного излучения одинаковой интенсивности считаются разрешенными по критерию Рэлея, если интенсивность излучения между ними составляет 81% ее значения в центрах пучков.
2.5 частотное разрешение: Диапазон частот управляющего сигнала, необходимый для перемещения пучка лазерного излучения между двумя позициями, разрешенными по критерию Рэлея.
2.6 амплитудно-частотная характеристика; АЧХ: Зависимость эффективности отклонения лазерного излучения от частоты управляющего сигнала при его номинальной мощности.
2.7 коэффициент неравномерности амплитудно-частотной характеристики; коэффициент неравномерности АЧХ: Изменение эффективности отклонения лазерного излучения, вычисляемое по формуле
K_{H} = 20log(\frac{\eta_{max}}{\eta_{min}}) , (1)
где \eta_{max} и \eta_{min} — максимальное и минимальное значения эффективности отклонения лазерного излучения при изменении частоты управляющего сигнала в заданном диапазоне частот и при его номинальной мощности, %.
2.8 коэффициент контрастности: Отношение максимальной мощности отклоненного в первый порядок лазерного излучения при заданной частоте и номинальной мощности управляющего сигнала к мощности излучения, рассеянного устройством в том же направлении в отсутствие управляющего сигнала.
2.9 уровень фонового излучения: Отношение мощности рассеянного лазерного излучения в отсутствие высокочастотного сигнала к мощности лазерного излучения при номинальной мощности управляющего высокочастотного сигнала.
2.10 температурный коэффициент нестабильности положения отклоненного пучка лазерного излучения: Число позиций (по критерию Рэлея), на которое переместится отклоненный пучок лазерного излучения при изменении температуры на один градус Кельвина на заданной и неизменной частоте управляющего сигнала.
2.11 частотная характеристика: Зависимость эффективности дифракции лазерного излучения от частоты управляющего сигнала при номинальной мощности управляющего сигнала.
2.12 полоса модулирующих частот: Диапазон частот управляющего высокочастотного сигнала, при котором значение эффективности дифракции лазерного излучения при номинальной мощности управляющего сигнала находится в заданных пределах.
Примечание - Полоса модулирующих частот по уровню 0,5 от максимального значения эффективности отклонения связана с временем нарастания фронта импульса лазерного излучения по уровню от 10% до 90% соотношением:
\Delta F \cdot \tau_{\Phi} = 0,48 , (2)
где \Delta F — полоса модулирующих частот, МГц;
\tau_{\Phi} — время нарастания фронта импульса лазерного излучения, нс.
2.13 быстродействие: Время, необходимое для перемещения отклоненного пучка лазерного излучения из одной в другую произвольно выбранную позицию, равное времени прохождения акустической волны через пучок лазерного излучения на апертуре устройства.
2.14 время нарастания фронта импульса лазерного излучения: Длительность фронта импульса лазерного излучения, за которое мощность отклоненного излучения нарастает от 10% до 90% своего максимального значения при подаче на вход устройства, прямоугольного радиоимпульса управляющего сигнала номинальной частоты и номинальной мощности.
2.15 каскад отклонения акустооптического дефлектора: Совокупность элементов двухкоординатного акустооптического дефлектора, обеспечивающих отклонение пучка лазерного излучения по одной из координат.
3 Классификация
Модуляторы и дефлекторы подразделяют на классификационные группы в соответствии с таблицей 1.
| Наименование группы | Обозначение |
|---|---|
| Акустооптические модуляторы | 1 |
| Однокоординатные акустооптические дефлекторы | 2 |
| Двухкоординатные акустооптические дефлекторы | 3 |
4 Система параметров
4.1 Состав параметров модуляторов и дефлекторов установлен в таблице 2.
| Наименование параметра, единица измерения | Буквенное обозначение параметра | Способ задания нормы | Обозначение классификационной группы |
| 1 Параметры устройства | |||
| 1.1 Оптические и модуляционные параметры | |||
| 1.1.1 Эффективность отклонения лазерного излучения, % | \eta | ОП | 1 - 3 |
| 1.1.2 Коэффициент пропускания, % | \tau | ОП | 1 - 3 |
| 1.1.3 Коэффициент контрастности | Kк | ОП | 1 |
| 1.1.4 Уровень фонового излучения | Kф | НР | 2, 3 |
| 1.1.5 Полоса модулирующих частот, МГц | \Delta F | ОП | 1 |
| 1.1.6 Время нарастания фронта импульса лазерного излучения, нс | \tau_{\text{ф}} | ОП | 1 |
| 1.1.7 Число разрешаемых позиций (по критерию Рэлея) | N (N1 x N2) | ОП | 2, 3 |
| 1.1.8 Быстродействие (по каждой из координат отклонения), мкс | t (t1; t2) | ОП | 2, 3 |
| 1.1.9 Коэффициент неравномерности АЧХ, дБ | Kн | ОП | 2, 3 |
| 1.1.10 Частотное разрешение <*>, МГц | \delta F | ОП | 2, 3 |
| 1.1.11 Температурный коэффициент нестабильности положения отклоненного пучка лазерного излучения <**>, К-1 | \delta N_{\text{т}} | ОП | 2, 3 |
| 1.1.12 Оптическая апертура, мм | D x H | Н | 1 - 3 |
| 1.2 Электрические параметры | |||
| 1.2.1 Входное сопротивление (в диапазоне частот управляющего сигнала), Ом | Rвх | НР | 1 - 3 |
| 1.2.2 Коэффициент стоячей волны (в диапазоне частот управляющего сигнала) | Kст U | ОП | 1 - 3 |
| 2 Параметры режимов измерений и эксплуатации | |||
| 2.1 Режим работы дефлектора (режим произвольной выборки, режим линейного сканирования) | - | Н | 2, 3 |
| 2.2 Параметры лазерного излучения | |||
| 2.2.1 Длина волны (диапазон длин волн) лазерного излучения, мкм | \lambda(\Delta\lambda) | Н; НР | 1 - 3 |
| 2.2.2 Режим генерации лазерного излучения (одномодовый, многомодовый) | - | Н | 1 - 3 |
| 2.2.3 Диаметр пучка лазерного излучения (по уровню 1/e2 по интенсивности), мм | d | НР, ОП | 1 - 3 |
| 2.2.4 Расходимость лазерного излучения (по уровню 1/e2 по интенсивности), угл. мин | \theta_{p} ; \theta_{s} | ОП | 1 - 3 |
| 2.2.5 Тип поляризации лазерного излучения (линейная, круговая, эллиптическая) | - | Н | 1 - 3 |
| 2.2.6 Коэффициент эллиптичности поляризации лазерного излучения | \rho | ОП или НР | 1 - 3 |
| 2.2.7 Положение плоскости поляризации лазерного излучения по отношению к геометрическим размерам устройства | - | Н | 1 - 3 |
| 2.2.8 Максимально допустимая мощность (плотность мощности) лазерного излучения, Вт·(Вт/см2) | Pmax (Emax) | ОП | 1 - 3 |
| 2.3 Параметры управляющего сигнала | |||
| 2.3.1 Частота (диапазон частот) управляющего сигнала, МГц | f_{o}(\Delta f) | Н или НР | 1 - 3 |
| 2.3.2 Мощность управляющего сигнала, Вт | Pо | ОП | 1 - 3 |
| 2.3.3 Максимально допустимая мощность управляющего сигнала, Вт | Pо max | Н | 1 - 3 |
| 2.3.4 Минимальный период линейного сканирования, мкс | T | ОП | 2, 3 |
| <*> Параметр задают при необходимости. <**> Значение параметра приводят в справочных данных. Примечания 1 Для указания способа задания норм на параметры приняты следующие обозначения: - Н — номинальное значение параметра; - НР — номинальное значение параметра с двухсторонним допускаемым отклонением (разбросом); - ОП — односторонний предел значения параметра без указания номинального значения. 2 Оптические и модуляционные параметры по 1.1 указывают при номинальных параметрах лазерного излучения и управляющего сигнала. 3 Параметры управляющего сигнала по 2.3 указывают при номинальных параметрах лазерного излучения. 4 Параметры управляющего сигнала по 2.3 двухкоординатного дефлектора указывают для каждого из каскадов отклонения. | |||
4.2 Важнейшие параметры модуляторов и дефлекторов установлены в таблице 3.
| Наименование параметра | Обозначение классификационной группы |
|---|---|
| Эффективность отклонения лазерного излучения | 1 - 3 |
| Коэффициент пропускания | 1 - 3 |
| Полоса модулирующих частот | 1 |
| Число разрешаемых позиций (по критерию Рэлея) | 2, 3 |
| Быстродействие (каждого из каскадов отклонения) | 2, 3 |
| Коэффициент стоячей волны (в диапазоне частот управляющего сигнала) | 1 - 3 |
4.3 Состав типовых характеристик модуляторов и дефлекторов установлен в таблице 4.
| Наименование типовой характеристики | Обозначение классификационной группы |
|---|---|
| Амплитудная характеристика | 1 |
| АЧХ | 2, 3 |
| Частотная зависимость КСВ | 1 - 3 |
4.4 Параметры — критерии годности модуляторов и дефлекторов, применяемые в испытаниях различных видов, установлены в таблице 5.
| Наименование параметра — критерия годности | Виды испытаний | |||||||||||||||||||
| Испытание на воздействие механических факторов | Испытание на воздействие климатических факторов | на воздействие специальных факторов | Испытание на надежность | |||||||||||||||||
| на виброустойчивость | на вибропрочность | на ударную прочность | на ударную устойчивость | на воздействие одиночных ударов | на воздействие линейного ускорения | на воздействие акустического шума | на воздействие повышенной температуры среды при эксплуатации | на воздействие повышенной температуры среды при транспортировании и хранении | на воздействие пониженной температуры среды при эксплуатации | на воздействие пониженной температуры среды при транспортировании и хранении | на воздействие изменения температуры окружающей среды | на воздействие повышенной влажности | на воздействие атмосферного пониженного давления | на воздействие повышенного давления | на воздействие сред заполнения | безотказность | сохраняемость | |||
| длительное | кратковременное | |||||||||||||||||||
| 1 Эффективность отклонения лазерного излучения | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3* | 1 - 3* | 1 - 3* |
| 2 Коэффициент пропускания | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 1 - 3* | 1 - 3* | 1 - 3* |
| 3 Полоса модулирующих частот | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 1 | 1 |
| 4 Число разрешаемых позиций (по критерию Рэлея) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 2, 3 | 2, 3 |
| 5 Коэффициент стоячей волны | 1 - 3* | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3* | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3* | 1 - 3 | 1 - 3* | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3* | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3 | 1 - 3* | 1 - 3* | 1 - 3* |
| Примечания 1 Отнесение параметра — критерия годности к тому или иному виду испытаний обозначено цифрами 1 — 3 соответствующих классификационных групп. 2 Параметры — критерии годности, обозначенные знаком «*», контролируют до, после и в процессе испытаний, а не обозначенные указанным знаком, контролируют до и после испытаний. 3 При испытаниях на воздействие специальных факторов, виброустойчивость и ударную устойчивость в технически обоснованных случаях допускается проводить контроль параметров — критериев годности, отмеченных знаком «*» до и после испытания. | ||||||||||||||||||||
4.5 В технически обоснованных случаях по согласованию с заказчиком состав параметров и типовых характеристик модуляторов и дефлекторов, установленных в настоящем стандарте, при составлении конкретных документов на модуляторы и дефлекторы допускается расширять или сокращать.
| УДК 01.4:621.375.826:006.354 | ОКС 31.260 |
| Ключевые слова: акустооптические модуляторы, акустооптические дефлекторы, система параметров, классификация | |