Этап 3. Обработка результатов измерений

1. Построить калибровочную зависимость для фотоприемника 3 (таблица 1, рисунок 2).

2. Заполнить таблицу 2. Плотность мощности и плотность энергии излучения получают пересчетом показаний фотоприемника 3 в энергию излучения по калибровочной зависимости с учетом площади пятна.

3. Построить зависимость величины сигнала фотоприемника, характеризующего интенсивность зондирующего излучения, от плотности энергии воздействующего излучения  (см. рис. 3).

4. Определить энергетический порог повреждения для исследуемого образца.

5. Оценить погрешность полученного результата.

Инструментальная погрешность калориметра DE_и определяется по паспорту прибора, прошедшего очередную поверку. Погрешность отсчета при использовании цифрового дисплея отсутствует в явном виде (определяется разрядностью встроенного аналого-цифрового преобразователя (АЦП)) и пренебрежимо мала.

Дополнительную погрешность в результаты измерений вносит то, что при определении порогов энергию импульса излучения измеряют не калориметром, а калиброванным с помощью него фотоприемником. Погрешность e_фд такого измерения определяется коэффициентом детерминации R² полученного интерполяционного многочлена.

Таким образом, относительная погрешность для W имеет вид:

e_W – относительная погрешность измерения плотности энергии излучения;

e_Е – относительная погрешность измерения энергии импульса излучения;

e_фд – относительная погрешность калибровки контрольного фотоприемника;

e_S – относительная погрешность измерения площади пятна фокусировки излучения, принимается 5 %;

DЕ_и – инструментальная погрешность измерения энергии импульса излучения;

;

R² – коэффициент детерминации интерполяционного многочлена калибровки контрольного фотоприемника.

С учетом средней инструментальной погрешности  и погрешности энергетической калибровки (для ) фотоприемника контроля мощности , погрешность определения плотности энергии излучения .

Этап 4. Анализ результатов и выводы

В результате выполнения работы должен быть полностью заполнен лабораторный протокол и сделан вывод о значении порога повреждения образца. В соответствии со стандартом ISO 21254:2011, за пороговое принимается максимальное измеренное значение, при котором не отмечено повреждение образца.

Заключение

При разработке и эксплуатации промышленных лазерных установок необходимо учитывать лучевые нагрузки, воздействующие на оптические элементы. Справочные данные о лучевой прочности и стойкости материалов могут быть использованы лишь как ориентировочные. Для обеспечения безотказной работы установок необходимо иметь экспериментальные данные о допустимых нагрузках на используемые в них оптические элементы. Полученные в ходе выполнения данной лабораторной работы знания и умения являются базовыми как для диагностики режимов лазерного воздействия, так и для характеризации лучевой прочности и стойкости прозрачных сред в соответствии с международным стандартом ISO 21254:2011.

Форма лабораторного протокола

Лабораторная работа № II-3

Исследуемый материал: _____________