激光器和激光相关设备光腔衰荡高反射率测量方法.docx

激光器和激光相关设备 光腔衰荡高反射率测量方法编制说明征求意见稿）激光器和激光相关设备 光腔衰荡高反射率测量方法》编写组2017 年 6 月激光器和激光相关设备 光腔衰荡高反射率测量方法编制说明1 工作概况1.1 任务来源根据国标委《国家标准委关于下达 2017 年第一批国家标准制修订计划的通 知》（国标委[2017]55 号），2017 年应完成《激光器和激光相关设备 光腔衰荡 高反射率测量方法》的编制工作，制定计划号为 20170326-T-5181.2 起草单位本标准主要起草单位为电子科技大学中国科学院光电技术研究所、中国兵器工业标准化研究所、中国工程物理研 究院应用电子学研究所、中国工程物理研究院激光聚变研究中心、中国科学院大 连化学物理研究所、西南技术物理研究所本部分起草单位及承担工作见表 1表 1 起草单位及承担工作起草单位承担任务电子科技大学主要起草，承担了标准的主要起草任务中国科学院光电技术研究所协助起草，从技术角度对标准草案进行校核、完善中国兵器工业标准化研究所组织协调标准编制工作；协助起草，从标准化角度对标准草案进行校核、完善中国工程物理研究院应用电 子学研究所、中国工程物理研 究院激光聚变研究中心协助起草，从技术角度对标准草案进行校核、完善中国科学院大连化学物理研究所协助起草，从技术角度对标准草案进行校核、完善西南技术物理研究所协助起草，从技术验证角度对标准草案进行校核、完善1.3 主要工作过程2017 年 5 月，由中国兵器工业标准化研究所组织、电子科技大学牵头，成 立了《激光器和激光相关设备 光腔衰荡高反射率测量方法》编制组，制定了如 下工作计划：a) 2017 年7 月，完成标准征求意见稿及编制说明；b) 2017年8月〜10月，广泛征求意见，包括相关企业、研究院所、高校及 标技委委员，形成《标准意见汇总处理表》；c) 2017 年 11 月，根据反馈意见，主编单位进行修改，形成标准送审稿及 编制说明，召开审查会；d) 2017 年 11 月〜12 月，修改完善，形成标准报批稿及编制说明，待标技 委讨论通过后，按要求上报。

2017 年 3 月，标准编制组在电子科技大学召开了第一次工作会议，讨论、 修改了标准编制大纲2017 年 4 月，主要编制人员对标准草案进行了认真研究，针对性地查阅了 相关国内标准，如专业术语、行业规定等；调研了与标准内容相关的国内技术状 况；在充分理解标准所描述的测试方法原理的基础上，对标准草案进行了修改， 形成标准讨论稿2017 年 5 月，组织编制组成员集中开会讨论，对标准讨论稿逐条逐句进行 了研讨，经过讨论形成修改意见2017 年 6 月，根据会上讨论意见，并结合标准其他部分，将讨论稿进行了 补充完善，2017 年 7 月，由电子科技大学组织，联合兵器标准化研究所及其他参编单 位对本部分编写的规范性、词语翻译的准确性进行了充分探讨本标准经完善后， 形成了征求意见稿2. 编制原则和主要内容2.1 编制依据本标准以ISO 13142:2015 (E)为基础，与其一致性程度为“等同采用”采 用国际标准按GB/T 20000.2 —2009《标准化工作指南 第2部分：采用国际标 准》的规定；编写规则按GB/T1.1 —2009《标准化工作导则第1部分：标准的 结构和编写》的规定2.2 编制原则 统一性——标准各部分的文体和术语应保持一致，相同条款应使用相同措辞 表述。

协调性——标准各部分的内容应相辅相成，自成体系 适用性——标准的内容应便于实施，具有可操作性 一致性——本标准为国际标准的转换，起草时应尽可能与国际标准保持一 致规范性——本标准的编写规则应遵循 GB/T 1.1－2009 和 GB/T 20000.2 －2009 的规定2.3 主要内容2.3.1 概述国际标准化组织(ISO)在光学元件反射率的测试方面，在2001年出版了 IS015368:2001 (E)《光学和光学仪器平面元件表面反射率和平行平面元件透 过率测量》，规定了基于分光光度技术的光学元件反射率和透过率测量方法，其 典型重复性测量精度为±0.1%2006 年出版了 ISO13697:2006 (E) 《光学和光 子学 激光器和激光相关设备 激光光学元件镜面反射率和常规透过率测试方 法》，规定了基于激光比率法的激光光学元件反射率和透过率测试方法，其最高 反射率重复性测量精度可达±0.01%，但方法构型复杂，标定困难，可操作性不 强针对快速发展的高反射率测量及标准化需求， 2015 年国际标准化组织出版 发行了 ISO 13142:2015 (E)《电子光学系统光腔衰荡高反射率测量技术》，主 要针对高反射率(±99%)的测量。

该标准基于光腔衰荡技术，系统地规定了高 反射率的测试方法目前，国内在高反射率测试方面无国家标准本标准是根据国际标准ISO13142:2015《电子光学系统 光腔衰荡高反射率 测量技术》(英文版， 2015 年 7 月 1 日出版)而制定的，在技术内容上与国际标 准ISO 13142： 2015 (E) 一致性程度为等同采用本标准的结构与ISO13142： 2015 (E)完全相同，与ISO13142： 2015 (E) 相比改动如下：a) 修改了标准名称中的“技术” (technique)为“方法”；b) 删除了ISO 13142： 2015的前言部分，根据GB/T1.1 —2009和GB/T20000.2－2009对前言进行了重新编写；c) 在规范性引用文件中，用采用国际标准的我国标准代替对应的国际标准 关于规范性引用文件，本标准做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技 术条件，具体调整如下：1) 用修改采用国际标准的 GB/T 15313 代替 ISO 11145；2) 用等同采用国际标准的 GB/T 25915.1 代替 ISO 14644-1；d) 编辑性修改1) 中英文表达方式有很大不同。

如果完全等同翻译，会影响读者对标 准的阅读理解，不利于标准的推广应用编制组在不改变 ISO 标准原 文技术内容的前提下，按照中文表达习惯进行了修改；2)中英文标准的编制规则不同，编制组在不改变ISO标准原文技术内 容的前提下，按 GB/T 1.1 的相关规定对本部分的格式进行了编辑性 修改2.3.2 主要技术内容说明2.3.2.1 概述本标准规定了反射率高于 99%的反射光学元件的反射率测量方法 - 光腔衰 荡法，主要给出了光腔衰荡技术测量高反射率的测试原理、方法及装置组成、测 量流程及数据处理方法、误差分析以及检测报告格式等第 1-3 章分别规定了本标准的范围、规范性引用文件、术语和定义、使用符 号和度量单位第4章规定了光腔衰荡技术测量高反射率的原理和反射率计算公式，具体描述 了脉冲光腔衰荡技术、连续光腔衰荡技术以及光反馈光腔衰荡技术测量高反射率 的基本构型第 5 章规定了测试准备和测试系统，具体描述了光腔衰荡高反射率测试系统 的主要组成单元第 6 章规定了光腔衰荡高反射率测量的测试步骤，具体规定了腔镜反射率和 测试样品反射率的测量和计算步骤及测量结果的评估过程第 7 章分析了主要误差因素，规定了降低测量误差的数据处理方法。

第8章规定了测试报告内容，应包括测试机构信息、测试样品信息、测试设 备信息、测试和评估信息、误差来源和测试结果附录A说明了反射率测试结果可靠性检测试验方法，是资料性附录附录 B 给出了测试报告格式示例，是资料性附录2.3.2.2 原理和方法传统反射率测量技术（分光光度法和激光比率法）的原理是测量测试样品反 射引起的光功率的相对变化，其测量精度受光源输出功率波动限制而光腔衰荡 技术则通过测量被陷在由至少两个高反镜组成的衰荡腔中激光功率的衰减速率 来实现测量，测量结果完全不受光源功率波动的影响，测量精度可远高于由光源 功率波动带来的限制通过分别测量不包含和包含测试样品的衰荡腔（初始腔和 测试腔）信号的衰荡时间，即可获得测试样品的反射率根据使用的激光光源工作模式的不同，光腔衰荡高反射率测量可采用脉冲光 腔衰荡技术、连续光腔衰荡技术和光反馈光腔衰荡技术构型2.3.2.3 系统组成光腔衰荡高反射率测试设备由激光光源、模式匹配光学、衰荡腔、探测单 元和数据采集和处理单元等独立功能部分组成2.3.2.4 测试步骤和结果评估测试样品反射率的测试步骤包括搭建初始腔测试装置，测量初始腔衰荡时 间并计算腔镜平均反射率，然后按照测试样品的使用角要求在测试腔中插入测 试样品构成测试腔，测量测试腔衰荡时间并计算测试元件反射率，通常根据测 量数据与理论曲线拟合的优劣程度评估测量误差，典型反射率测量误差约为（1-R ）或（1-Rs）的百分之几（R和Rs分别为腔镜平均反射率和测试样品反射 率）。

2.3.2.5 误差因素分析主要误差因素是仪器响应时间的影响，可采用多参数拟合法或数据截断法 消除仪器响应时间对反射率测量结果的影响反射率测量误差主要来源于腔长 （包括测试腔腔长和测试腔腔长）测量误差和衰荡时间（包括测试腔衰荡时间 和测试腔衰荡时间）测量误差，并据此可估算反射率测量结果的典型重复性误 差2.3.2.6 测试报告测试报告应包括测试机构信息、测试样品信息、测试设备信息、测试和评估 信息、误差来源和测试结果作为测量数据记录载体资料，测试报告中的信息应 完整、准确2.3.2.7 测试结果可靠性检验试验方法通过测量不同腔长时的反射率，如果反射率测量值在测量误差允许范围内与 腔长无关，则反射率测量结果是可靠的另外，不同腔长时测量的衰荡时间应与 腔长成正比关系，测试样品的反射率也可由这一正比关系的斜率计算得到如果 这一反射率结果与不同腔长时的测量结果一致，也进一步说明了反射率测量结果 的可靠性3 主要试验（或验证）情况分析本标准规定了反射率高于 99%的反射光学元件的反射率测量方法 - 光腔衰 荡法，主要给出了光腔衰荡法测量高反射率的测试原理及装置组成、测量流程及 数据处理方法、误差分析以及检测报告格式等。

本标准所给出的光腔衰荡高反射率测量方法，是在国际国内广泛采用的，经 实践检验被证实为测量反射率±99.99%的唯一方法；其测试程序也是通用的、成 熟的本标准在国内的实施将使各种激光系统中大量使用的反射率高于 99%的反 射光学元件的反射率测试方法在科研及生产中有章可循，规范测试结果的客观 性、可靠性和可比性本标准高反射率测试方法的提出将有效促进国内极高性能反射光学元件和 镀膜技术的发展由于有了科学的评价方法，可以通过反复的材料和镀膜工艺优 化，实现极高反射率光学薄膜元件的制备本标准给出的术语和概念与 GB/T 15313－2008《激光术语》相关内容无冲 突和重复情况4 与国外同类标准水平的对比情况本标准等同采用国际标准ISO 13142： 2015 （E）《电子光学系统 光腔衰荡 高反射率测量技术》（英文版）与高反射率测试方法的最新国际标准处于一致水 平ISO 13142是2012年立项、2015年出版实施的基于光腔衰荡技术的高反射 率测试方法的国际标准，对高于99.9%的反射率，其测量精度比基于传统分光光 度技术的反射率测试方法高2-3个数量级目前，从征求意见情况看，没有提及相关专利。

5 与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系本部分的编写符合GB/T 1.1 -2009和GB/T 20000.2-2009的编写规定和国 内相关标准的规定作为国家标准，在与现行法规、国际、国内相关标准中内容 协。