激光能量计标准装置的研究

       一般同光束测量的激光能量计标准装置对激光源的稳定性要求非常高，即便是稳定性很好的光源，实际上也是对同一光源不同脉冲的测量，所以由不同脉冲能量差别所引入的测量误差是不可避免的。现在激光能量计标准装置采用分光束同时测量法，保证了标准能量计与被测能量计测量的是同一脉冲，从而避免了同光束比对法引入的误差。 装置中的楔形分束器分3束光测量，可以同时校准两台激光能量计，使工作效率提高1倍。 同时由于分束比的不对称性，也会使得测量量程得到很大的提高，这是分光束法测量的另一优势。 而且这种方法使测量不确定度大幅度降低，很大程度上优化了最终结果的不确定度水平。

    一、激光能量计标准装置工作原理

    采用分光束法测量的激光能量标准装置主要由激光辐射源、分束器和标准能量计3部分组成。

    该标准装置的工作原理如图1所示。 激光源发出的光束经过楔形分束器后变成3束光束， 由两台标准激光能量计1、2同时测出副1光束和主光束脉冲能量，可以得到这两束光的能量比值。 同样方法得到副2光束与主光束的能量比。在光源和楔形分束器不动的情况下，3束光能量的分束比值是不变的。只要知道其中一束光的能量就可利用分束比得到其他两光束的能量。再用标准能量计和被测能量计同时探测两光束的能量，根据标准器探测的能量值和分束比可以得到被测能量计的标准值，由此标准值和被测能量计的测量值相比得到被测能量计的修正因子。

`

    二 、测量实验

    测量过程中要注意使激光束垂直正入射到探测器接收面，被探测器全部接收。 分束器分束比的实验测量结果如表1和表2所示。

    实验测得主光束与副1光束和副2光束的分束比分别为22.926和24.622，这与理论计算的23.050和24.986是比较吻合的，细微差别可能是由于光散射和入射角所致。根据实验测得的主光束与副1光束和副2光束的分束比，我们也可以得到副1光束与副2光束的分束比1.074。

   把标准能量计放置在主光束光路上，把被测激光能量计放置在副1（或副2）光路中，测量结果如表3所示。

    从表3可以看出， 该被测激光能量计在自动挡的修正因子为1.00，相对标准偏差为0.3%。 实验测量得到的修正因子与中国计量科学研究院对该仪器证书给出的修正因子完全一致。 从表3还可以看出，标准能量计和被测能量计本身的能量测量重复性并不是很好，这很大程度上是由光源的不稳定造成的，有时甚至出现双脉冲输出， 分束测量法很巧妙地避免了这种原因造成的误差，从而降低了不确定度。