Измерения для классификации лазерной аппаратуры (стр. 7 )

Если  лазерная  аппаратура  не  излучает  длины  волн  ниже  315 нм.  расчеты  можно  упростить.  Для  расчета  частей  спектра,  в  которых  биологические  реакции  меняются  с  частотой,  необходима  следую­ щая информация (см 7.1.1):

полная  мощность  или  энергия  в  диапазоне  от  315  до  400  нм.  измеренная  в  соответствии с IEC 60825*1:2007 (Ра или Оа); полная  мощность  или  энергия  в  диапазоне  от  400  до  700  нм.  измеренная  в соответствии

с IEC 60825-1:2007 при тепловых пределах (Рй или Оь);

полная  мощность  или  энергия  в  диапазоне  от  400  до  450  нм.  измеренная  в  соответствии

с IEC 60825-1:2007 при фотохимических пределах {Рс или Ос);

спектральное распределение  мощности  или  спектральное  распределение  энергии  в  диапазоне  от  450 до 600 нм. измеренное в соответствии с IEC 60825-12007 при фотохимических пределах (Pd(A) или Qd(A)}; спектральное  распределение  мощности  или  энергии  в  диапазоне  от  700  нм  до  предела наи­

большей длины волны распределения, измеренное в  соответствии  с  IEC 60825-1:2007  при тепловых  пределах[Рв{А) или Ое(А)).

Несмотря  на  то.  что  процедуру  применяют  и  к  мощности,  и  к  энергии,  в  нижеприведенном  расчете

будем использовать только мощность (Р). Последовательность процедуры:

выбрать AEL (формулы и рекомендации по расчету пределов см. раздел 9 IEC 60825-1:2007); рассчитать предел для ультрафиолетового диапазона AELa и отношение Ра = (PJAELa): рассчитать тепловой предел видимого диапазона AELb и отношение Pb = (PbIAELb): рассчитать фотохимический предел видимого диапазона AELC  для  длин  волн  400  нм<А<450  нм  и AELa(A)  для  диапазона  длин  волн  450 нм  <А<  600  нм.  Суммарные  соотношения  рассчитывают  по  фор­ муле

P'<=PJ*ELC +        \Ра(\)(АЕ^{\)]:

450<4 <бООны

рассчитать  тепловой  предел  инфракрасного  диапазона  АЈЦ(А)  для  диапазона  длин  волн  от  700  нм до границы диапазона наибольших длин волн. Суммарные соотношения рассчитывают по формуле

I ВД)МЈ1в(А,)].

700 <Л.<Д

10

ГОСТ IEC/TR 60825*13—2016

Аппаратуру относят к низшему классу лазеров, для которых справедливо следующее: Я. <1.0;

*„ + *.< 1.0;

Kcd  < 1.0.

Временные характеристики источника Общие положения

Для  аппаратуры  с  непрерывным  излучением  постоянной  мощности,  проводят  анализ  в  следу­ ющей  последовательности.  Должно  быть  определено  время  излучения,  которое  либо  установлено  в соответствии  с  IEC  60825*1.2007  как  фиксированная  длительность,  либо  его  устанавливают  по расчет*

ной  длительности  (т. е.  Т2  является  функцией  размера  видимого  источника  или  стягиваемого  угла  ис­ точника).  Время  излучения  позволяет  рассчитать  приемлемый  AEL.  Для  такой  аппаратуры  остальные

требования 7.4 рассматривать не требуется.

Источники с ограниченным временем включения (ВКЛ)

Если  аппаратура  может  излучать  только  в  ограниченный  период  времени,  который  меньше  вре­ менной  базы  для  данного  класса,  установленного  IEC  60825*1:2007.  для  расчета  приемлемого  AEL  можно  использовать  меньшее  время.  Более  короткое  время  излучения  ведет  к  более  высоким  преде­ лам  пиковой  мощности.  Отметим,  что для  классификации  необходимо  рассматривать  AEL при всех длительностях вплоть до временной базы.

Периодические источники или источники с постоянным коэффициентом заполнения Общие положения

Некоторая        аппаратура        содержит        в        своем        составе        источники,                генерирующие        регулярные        серии импульсов        или        кодированные        (нерегулярные)        серии.        Нерегулярные        серии        можно        рассматривать        как регулярные,  если  известен  максимальный  коэффициент  заполнения.  Коэффициент  заполнения  в  дан­  ном случае относится к части или проценту времени, в течение которого источник излучает энергию.

При  длительности  импульсов  3  мкс  и  частоте  следования  120  импульсов  в  секунду коэффициент

заполнения будет 120'ЗЮв/1, т. е. 0.036 %.

Для  кодированных  серий  импульсов,  использующих  последовательность  импульсов  из  120  возмож* ных позиций с длительностью 3 мкс в  каждую  секунду  при  50  %  режиме  кодирования  (50  %  импульсных  позиций  содержатся  в  импульсе,  а  50  %  отсутствует)  коэффициент  заполнения  будет  О. б  ^ОЗ  Ю^М. т. е. 0.018 %.

Дополнительная  информация  для  расчета  пределов  приведена  в  таблице  3  IEC  60825-1:2007

(продолжительность  времени  Т(.  ниже  которой  группы  импульсов  суммируются).  Для  расчета  эффек­  тивной        мощности        и        длительности,        а        также        эффективной        частоты        повторения        импульсов        требуется

знать        частоту        следования        импульсов,        коэффициент        заполнения,        коэффициент        кодирования        данных, таблицу 3 IEC 60825*1:2007 и таблицы AEL.

Следует рассмотреть три предела:

предел для единичного импульса, основанный на ширине импульса; предел для средней мощности при указанной или рассчитанной для классификации временной

базе:

предел  для  средней  энергии  импульсов  от  импульсов,  входящих  в  последовательность  импуль­

сов. с учетом Cs.

В перечислении f) 8.3 IEC 60825-1:2007 установлено, что при определении AEL для  лазеров  с  повторяющимися  импульсами  или  модулированных  лазеров  при  тепловых  пределах  для  длин волн

400 нм  и  выше  применяют  наиболее  строгие  требования  перечислений  а).  Ь)  и  с). В  требовании  пере­ числения  с)  к  AEL единичного  импульса  применяют  коэффициент  коррекции  на  основании  количества импульсов, излучаемых за применимую временную базу или Г2- 8 зависимости от того, что меньше.

Длительность импульсов

8        IEC        60825*1:2007        длительность        импульсов        определена        как        приращение        времени,        измерен­ ное  между  точками,  соответствующими  половине  пиковой  мощности  на  переднем  и  заднем  фронтах импульса.  Рассматриваемая  длительность  —  это  интервал  времени  между  точкой,  находящейся  на переднем  фронте,  в  которой  амплитуда  достигает  50  %*ного  пикового  значения,  и  точкой  на  заднем  фронте, в которой амплитуда возвращается к этому же значению (см. рисунок 4).

11

ГОСТ IEC/TR 60825-13—2016

Амплитуда, %

Длительность  импульса.  I.  можно  точно  определить  с  помощью  контрольно-измерительной  аппа­ ратуры. включающей фоточувствительный детектор и осциллограф или аналогичный прибор. К кон­ трольно-измерительной аппаратуре предъявляют следующие требования:

временная  и  частотная  характеристики  всей  измерительной  установки  должны  быть  такими, чтобы можно было точно измерить длительность: измеряемое  излучение  должно  быть  распределено  в  достаточно  широкой  активной  области детектора  так.  чтобы  не  было  ни  точек  локальною  насыщения,  ни  локальных  изменений  в  чувствитель­ ности детектора: воздействие излучения/энергвтичесхая экспозиция или плотность  потока  излучения  не  должны превышать максимума, указанною для контрольно-измерительной аппаратуры.

Дополнительно,  детектор  должен  соответствовать  длине  волны  лазера  и  должен  иметь  постоян­ ную  времени,  по  крайней  мере,  в  десять  раз  меньше  времени  нарастания  импульса.  Такие  детекто­ ры часто  называют  быстрыми.  При этом  измерении  для  уменьшения  постоянной  времени  необходимо уменьшить  сопротивление.  Оконечная  нагрузка  50  Ом  —  это  стандартный  соединитель  для  данного применения,  соответствующая  сопротивлению  кабеля,  для  последующею  обеспечения  реальной  ши­ рины  импульса.  Некоторые  современные  цифровые  осциллографы  имеют  разные  нагрузки,  встроен­ ные и перечисленные в меню. При проведении измерения  детектор  помещают  в  пучок  излучения  и устанавливают  запуск  на  старт  роста  импульса.  При  получении  подходящей  осциллограммы,  измеряют ширину импульса при половине максимальной амплитуды на переднем и заднем фронте импульса.