《激光器和激光相关设备 标准光学元件 第2部分：红外光谱范围内的元件GBT 37396.2-2019》详细解读

《激光器和激光相关设备标准光学元件第2部分：红外光谱范围内的元件GB/T37396.2-2019》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3光学元件代号4光学材料5质量要求6尺寸公差6.1优选的尺寸6.2圆形光学元件的直径contents目录6.3反射镜和输出耦合镜的曲率6.4矩形和椭圆形窗口6.5焦距6.6厚度7测量区域8订单标识9镀膜10包装011范围光纤元件，如光纤连接器、光纤准直器等。红外光学系统组件，包括光学镜头、光学仪器等。红外光学元件，包括但不限于透镜、窗口、棱镜等。涵盖的元件类型适用的光谱范围本标准适用于红外光谱范围内的元件，通常指波长大于780nm的电磁波谱区域。具体涵盖的波长范围可能因应用需求和元件类型而有所差异。不适用范围本标准不适用于非红外光谱范围内的光学元件。特定应用领域的红外光学元件，如军事、航空航天等，可能需遵循其他专用标准。与其他标准的关系本标准与GB/TXXXX.1（激光器和激光相关设备标准光学元件第1部分：总则）共同构成激光器和激光相关设备的标准光学元件系列标准。在应用过程中，需结合具体领域的技术规范和标准要求进行综合考量。022规范性引用文件本标准主要引用了国际电工委员会（IEC）的相关标准，包括激光器和激光相关设备的定义、分类、安全要求等。同时，还引用了国内其他相关标准和规范，如光学元件的测试方法、红外光谱的技术要求等，以确保本标准的全面性和适用性。引用标准与规范引用文件的目的引用这些标准和规范，旨在确保本标准的制定过程中有充分的依据和支撑，提高标准的科学性和合理性。通过引用相关文件，可以使得读者更加清晰地了解本标准的制定背景、技术要求和实施方法等，便于标准的推广和应用。““所引用的标准与规范均经过严格筛选和审查，确保其内容与本标准的主题密切相关，且具有权威性和时效性。在引用文件时，已充分考虑其适用范围和限制条件，以确保本标准与引用文件之间的协调性和一致性。引用文件的适用性033光学元件代号光学元件代号的组成组合代号由多个基本代号和附加代号组合而成，表示复杂的光学元件系统。附加代号在基本代号的基础上，添加表示特定功能或属性的代号，如抗反射涂层、特殊材料等。基本代号表示光学元件的基本类型，如透镜、棱镜等。每个光学元件代号应唯一对应一种光学元件，避免混淆和误解。唯一性简洁性规律性代号应简洁明了，便于记忆和使用。代号应遵循一定的规律，方便用户根据代号判断光学元件的类型和属性。光学元件代号的规则与要求商贸交流在光学元件的采购、销售等商贸活动中，光学元件代号便于双方进行准确沟通和交易。科研领域在光学研究、激光技术等领域中，光学元件代号有助于科研人员准确识别和选用所需的光学元件。工业生产在激光器、光学仪器等产品的生产过程中，光学元件代号可以提高生产效率和产品质量。光学元件代号的应用范围044光学材料光学玻璃具有高透过率、低散射、化学稳定性好等特点，是制造各类光学元件的主要材料。晶体材料具有双折射、旋光性等特殊光学性质，适用于特定应用场合。光学塑料轻质、抗冲击、易加工，在某些领域可替代玻璃材料。红外材料专用于红外光谱范围，具有高红外透过率和特定的光学性能。4.1光学材料的分类与选择包括折射率、色散、透过率等，直接影响光学元件的成像质量。光学性能4.2光学材料的性能指标如硬度、抗冲击性，关系到光学元件的使用寿命和稳定性。机械性能抵抗外界化学因素侵蚀的能力，对保持元件长期性能至关重要。化学稳定性在高温或低温环境下保持光学性能的能力。热稳定性4.3光学材料的加工与处理技术材料切割采用精密机械或激光切割技术，确保材料尺寸精度。光学研磨与抛光通过研磨和抛光工艺，达到光学表面粗糙度和形状精度的要求。镀膜技术在光学材料表面镀制增透膜、反射膜等，以改善其光学性能。材料检测与筛选运用先进检测手段对加工后的材料进行质量检测，确保元件性能达标。4.4光学材料的应用与发展趋势应用领域拓展随着科技进步，光学材料在通信、医疗、军事等领域的应用不断扩展。02040301绿色环保趋势推动光学材料的环保生产和使用，降低对环境的影响。新型材料研发研发具有更高性能的新型光学材料，以满足日益增长的应用需求。智能制造与个性化定制结合智能制造技术，实现光学材料的个性化定制和高效生产。055质量要求元件的端面应平整，无倾斜、翘曲等现象，以确保光束的正常传输。对于有特殊要求的元件（如镀膜元件），其外观质量还应满足相应的附加标准。红外光学元件的外观应无明显划痕、气泡、杂质等缺陷，表面光洁度需符合规定标准。5.1外观质量红外光学元件的透过率应在规定的光谱范围内达到指定要求，以确保激光能量的高效传输。5.2光学性能元件的折射率、色散等光学参数需符合设计要求，以保证激光光束的质量。对于具有特定功能的元件（如滤光片、偏振片等），其光学性能还应满足相应的性能指标。010203红外光学元件应具有一定的机械强度，能够承受正常使用过程中的冲击和振动。元件的尺寸和重量需符合设计要求，以便于安装和调试。对于需要承受高功率激光的元件，其热稳定性和抗激光损伤能力也是重要的机械性能指标。5.3机械性能5.4环境适应性红外光学元件应能在规定的环境条件下正常工作，包括温度、湿度、气压等环境因素的变化。01元件应具有一定的抗腐蚀能力，能够抵抗常见化学物质的侵蚀。02对于需要长时间暴露在恶劣环境中的元件，还应考虑其耐候性和抗老化性能。03066尺寸公差123元件的尺寸应符合设计图纸或相关技术文件的要求。尺寸公差应合理设定，以确保元件的互换性和使用性能。除非另有规定，尺寸公差应遵循相关国家或地区标准。6.1一般要求6.2关键尺寸公差010203对于光学元件的关键尺寸，如透镜的焦距、棱镜的边长等，应规定更严格的公差要求。关键尺寸公差应根据元件的具体应用需求和制造工艺水平综合确定。关键尺寸的实际测量值应落在规定的公差范围内，以确保元件的光学性能。形状公差涉及元件的轮廓度、平面度、圆度等，应根据具体元件的功能需求进行规定。位置公差涉及元件各要素之间的相对位置关系，如平行度、垂直度、同轴度等，应确保元件的正确安装和使用。6.3形状和位置公差形状和位置公差的检测应采用合适的测量方法和仪器，确保测量结果的准确性和可靠性。表面粗糙度对元件的光学性能有重要影响，应根据元件的具体应用进行规定。6.4表面粗糙度表面粗糙度的参数包括轮廓算术平均偏差、微观不平度十点高度等，应选择合适的参数进行表征。表面粗糙度的加工和检测应遵循相关国家或地区标准，确保元件的表面质量符合要求。076.1优选的尺寸确定通用尺寸的重要性为了保证光学元件的互换性和应用灵活性，制定通用尺寸标准至关重要。优选尺寸系列标准中详细列出了红外光谱范围内光学元件的优选尺寸系列，包括直径、厚度等关键参数。允许偏差范围针对每个优选尺寸，标准还规定了允许的偏差范围，以确保元件的制造精度和性能。光学元件的通用尺寸功能尺寸是指光学元件在实现特定功能时所需的尺寸参数，如透镜的焦距、反射镜的反射面尺寸等。功能尺寸的定义标准针对不同类型的光学元件，提供了相应的优选功能尺寸系列，以满足不同应用场景的需求。优选功能尺寸系列功能尺寸通常基于通用尺寸进行推导和计算，二者之间具有紧密的关联。功能尺寸与通用尺寸的关联光学元件的功能尺寸应用需求分析在选择光学元件尺寸时，应首先明确应用需求，包括光谱范围、光斑大小、光学性能等。兼容性考虑定制化与成本权衡尺寸选型的注意事项需考虑所选元件尺寸是否与其他系统或设备兼容，以确保整个光学系统的稳定性和性能。在特殊情况下，可能需要根据实际需求定制非优选尺寸的光学元件。此时，应权衡定制成本与性能提升之间的关系。086.2圆形光学元件的直径定义圆形光学元件的直径指的是其有效通光区域的直径，是元件的重要尺寸参数。概述圆形光学元件广泛应用于各种激光器和光学系统中，其直径大小直接影响到系统的光学性能和光束质量。定义与概述使用卡尺或千分尺等测量工具，直接对元件的直径进行测量。这种方法简单易行，但精度受到测量工具的限制。直接测量法利用光学干涉原理，通过测量干涉条纹的数量来计算元件的直径。这种方法精度较高，但需要专业的光学测量设备。光学测量法直径的测量方法规格圆形光学元件的直径有多种规格可供选用，常见规格包括10mm、20mm、25.4mm（1英寸）等。此外，还可以根据具体需求进行定制。选用在选择圆形光学元件的直径时，需要考虑激光器的输出功率、光束直径以及系统的光学设计等因素。一般来说，较大的直径可以容纳更高的激光功率，但也会增加成本和安装难度。因此，需要根据实际情况进行综合考虑。直径的规格与选用为确保圆形光学元件的直径符合标准要求，生产厂家需要建立完善的质量控制体系，包括原材料检验、加工过程控制以及成品检测等环节。质量控制常用的检测方法包括外观检查、尺寸测量以及光学性能测试等。这些检测方法可以全面评估元件的直径以及其它相关性能指标，确保产品质量可靠。检测方法直径的质量控制与检测096.3反射镜和输出耦合镜的曲率反射镜的曲率凸面反射镜具有正曲率的反射镜，可将光线扩散，用于扩大激光束的直径或改变其传播方向。在激光系统中，凸面反射镜常用于避免光束的自激振荡。平面反射镜曲率为零的反射镜，对光线进行简单的反射，不改变其传播方向。在激光系统中，平面反射镜常用于光束的转向、折叠以及干涉仪等光学装置中。凹面反射镜具有负曲率的反射镜，可将平行光线会聚于一点，常用于激光谐振腔中。其优点是能够减小光斑尺寸，提高光束质量。030201凸面输出耦合镜正曲率的输出耦合镜可将激光束从谐振腔中引出，同时防止外部光线进入腔内。其透过率、反射率等参数对激光器的输出功率、光束质量等具有重要影响。输出耦合镜的曲率平面输出耦合镜平面形状的输出耦合镜在引出激光束的同时，对光束的波前不产生额外的影响。这种镜子通常具有较高的损伤阈值，适用于高功率激光系统。凹面输出耦合镜负曲率的输出耦合镜在某些特定应用中，如实现特定光束模式的输出或改善光束质量等方面具有一定的优势。然而，其制造难度和成本相对较高。106.4矩形和椭圆形窗口矩形窗口特性透过率均匀性矩形窗口在指定光谱范围内应具有高透过率，且各区域透过率均匀一致，以确保激光能量的高效传输。光学平行度表面光洁度窗口的两个表面应保持高度的光学平行，以减小光束经过窗口时的偏转和散射。矩形窗口的表面应达到规定的光洁度要求，以降低散射损失并提高激光损伤阈值。椭圆形窗口特性椭圆形窗口通过其特殊的形状设计，可在一定程度上控制激光光束的焦距和光斑形状，以满足特定应用需求。焦距与光斑控制相较于矩形窗口，椭圆形窗口在承受相同外力时，其内部应力分布更为均匀，有助于降低光学畸变和破裂风险。应力分布优化椭圆形窗口可根据用户的具体需求进行定制化设计，包括尺寸、材料、透过率等参数，以实现最佳的光学性能。定制化设计窗口材料选择晶体材料某些晶体材料在特定光谱范围内具有优异的光学性能，如高透过率、低吸收等。然而，晶体材料的制造成本较高，且易受到温度、应力等因素的影响。光学玻璃具有高透过率、低吸收、低散射等特性，是制造激光窗口的常用材料。不同牌号的光学玻璃具有不同的光学性能和机械性能，应根据具体应用场景进行选择。对窗口进行目视检查，确保其表面无明显划痕、气泡、杂质等缺陷。外观检查通过专业的光学仪器对窗口的透过率、反射率、散射等性能进行测试，以确保其满足标准要求。光学性能测试对窗口进行抗压、抗冲击等机械性能测试，以评估其在实际使用中的稳定性和可靠性。机械性能测试窗口质量与检测116.5焦距焦距的定义焦距是指光学元件对平行入射光线的聚焦能力，是光学元件的重要参数之一。在激光器和激光相关设备中，焦距直接影响激光束的聚焦效果和光斑大小。焦距的测量方法焦距可以通过特定的光学仪器进行测量，如焦距仪。测量时需保证光源、光学元件和接收屏之间的准确位置关系，以获得准确的测量结果。焦距的应用范围焦距在激光加工、激光医疗、激光雷达等领域具有广泛应用。不同领域对焦距的需求各不相同，需根据具体应用场景选择合适的焦距。““焦距的选择注意事项在选择焦距时，需综合考虑激光器的输出功率、光束质量以及目标物的特性等因素。焦距过长或过短都可能影响激光束的聚焦效果，因此需根据实际情况进行合理选择。126.6厚度光学元件的厚度是指其两个平行或近似平行的主要表面之间的距离。厚度是光学元件重要的几何参数之一，对光学系统的性能和稳定性具有重要影响。厚度定义采用千分尺、测微器等机械量具对元件厚度进行直接测量，适用于较大尺寸的元件。机械测量利用干涉仪、光谱仪等光学仪器对元件厚度进行非接触式测量，具有高精度、无损伤等优点。光学测量厚度测量方法厚度偏差与影响010203厚度偏差实际厚度与设计厚度之间的差异，可能由加工误差、材料不均匀等因素引起。厚度偏差对光学性能的影响可能导致光学系统的焦距、球差等参数发生变化，进而影响成像质量。厚度偏差的控制与修正通过优化加工工艺、选用高质量材料等措施减小厚度偏差，或在系统设计中预留调整余量以修正其影响。137测量区域定义与说明测量区域是指进行激光器和激光相关设备光学元件性能测量的特定空间范围。重要性确保测量结果的准确性和可靠性，为后续光学元件的选用和应用提供重要依据。7.1测量区域的定义红外光谱范围划分根据红外光谱的特性，将测量区域划分为不同的波段，以便更精确地评估光学元件的性能。注意事项在划分测量区域时，需考虑激光器的输出波长、功率等因素，确保测量区域与实际应用场景相匹配。7.2测量区域的划分根据测量需求，选用具备相应精度和稳定性的测量仪器。选用合适的测量仪器明确需要测量的光学参数，如透过率、反射率等。确定测量参数按照规定的测量方法和步骤，对光学元件在测量区域内的性能进行实际测量。执行测量操作7.3测量方法与步骤010203对测量所得数据进行整理、计算和分析，得出各项光学参数的具体数值。数据处理结合实际应用需求，对测量结果进行深入分析，评估光学元件的性能是否满足使用要求。结果分析根据分析结果，提出针对性的改进措施，提升光学元件的性能水平。改进措施7.4测量结果的处理与分析148订单标识唯一性每个订单应具有唯一的订单编号，以确保在激光器和激光相关设备的生产、销售、采购等环节中能够准确追踪和识别。编号规则8.1订单编号订单编号的生成应遵循一定的规则，如按时间顺序、客户编号、产品类别等进行组合，以便于管理和查询。0102VS订单应包含激光器和激光相关设备的名称、型号、规格、数量等详细信息，以确保供需双方对订单内容的准确理解。附加要求根据客户需求，订单中还可包含对产品的特殊要求，如性能指标、包装方式、交货期限等。详细信息8.2订单内容订单状态应随着生产进度的推进而及时更新，以便供需双方能够实时了解订单的执行情况。状态更新订单状态可分为待确认、已确认、生产中、已完成等，具体状态根据企业实际情况进行设定。状态分类8.3订单状态8.4订单管理归档与保密已完成的订单应进行归档管理，并确保订单信息的保密性，以防止商业机密泄露。电子化管理为实现高效、准确的订单管理，应采用电子化订单管理系统，对订单数据进行录入、查询、统计和分析等操作。159镀膜镀膜是指在光学元件表面覆盖一层或多层薄膜，以改变元件的光学性能。定义提高光学元件的透过率、反射率、抗反射等性能，满足特定应用需求。目的镀膜的定义和目的镀膜的分类如防水膜、防雾膜等，用于保护光学元件免受外界环境的损害。保护性镀膜包括增透膜、高反膜、分光膜等，用于改变光线的透过率和反射率。光学镀膜确保整个光学元件表面膜层厚度和性能的