新解读《GB_T 42403-2023激光器和激光相关设备 激光光谱特性测量方法》最新解读.pptx

《GB/T42403-2023激光器和激光相关设备激光光谱

特性测量方法》最新解读

一、标准核心要点速览

（一）适用范围大揭秘

本标准适用于连续和脉冲激光束的光谱特性测量。无论是在科研实验室中用于精密光学实验的连续激光束，还是工业加工中用于材料切割、焊接的脉冲激光束，其光谱特性测量均可依据此标准进行。例如，在半导体制造中，脉冲激光束用于芯片光刻，需精确测量其光谱特性以保证光刻精度；而在激光光谱分析实验里，连续激光束用于物质成分检测，同样依赖该标准确保测量准确。这一广泛的适用范围，使得该标准在众多涉及激光应用的行业中都具有举足轻重的地位。;

（二）关键参数定义详解

1.波长相关参数

?中心波长：作为谱线或模式的波长加权平均值，中心波长在光纤通信中意义重大。不同中心波长的激光在光纤中传输时，其衰减特性各异。比如，1550nm中心波长的激光在光纤中传输损耗较低，常用于长距离光纤通信。计算公式为特定形式（标准中公式6），其中涉及到不同谱线或模式的波长及其相对辐射功率。

?峰值波长：即光谱辐射功率（能量）分布为最大值时的波长。在激光荧光分析中，峰值波长可用于确定被检测物质的特征荧光发射。如某些荧光材料在特定激光激发下，会发射出具有特定峰值波长的荧光，通过检测该峰值波长可识别物质种类。;

1.带宽相关参数

?均方根光谱带宽：其定义遵循特定公式（标准中公式9）。在激光加工中，均方根光谱带宽影响着激光能量的分布。较窄的均方根光谱带宽意味着激光能量更为集中，在精细加工，如微纳加工中，能实现更精准的材料去除或改性。

?半高宽光谱带宽：表示光谱强度为峰值一半处的波长范围。在激光光谱测量气体浓度时，半高宽光谱带宽可用于评估测量的分辨率。例如，在检测大气中特定气体浓度时，较窄的半高宽光谱带宽能更准确地区分不同气体的吸收谱线，提高浓度测量精度。

二、测量方法深度剖析

（一）低分辨力测量方法解析;

1.光栅单色仪的应用

?中等尺寸的光栅单色仪（焦距约为30cm）常用于低分???力测量。其工作原理是利用光栅的色散特性，将不同波长的光分开。在一些对测量精度要求相对不高的工业生产场景，如普通金属材料的激光打标，使用光栅单色仪进行低分辨力测量，可快速获取激光的大致光谱特性，满足生产过程中的质量控制需求。

?选择光栅单色仪时，需考虑其色散率、分辨率等性能指标。不同的光栅刻线密度会导致不同的色散率，应根据实际测量需求进行选择。同时，狭缝宽度的设置也会影响测量结果，较窄的狭缝可提高分辨率，但会降低光通量，需综合权衡。

1.测量流程与注意事项;

?测量流程一般包括将激光束耦合到光栅单色仪中，

通过调整仪器参数，使不同波长的光依次通过狭缝并被探测器接收。在耦合激光束时，要确保光束准确对准仪器的入射孔，避免因光束偏移导致测量误差。

?测量过程中，环境因素如温度、湿度的变化可能影响光栅的性能，进而影响测量结果。因此，需尽量保持测量环境的稳定。同时，探测器的响应特性也需进行校准，以确保测量数据的准确性。

（二）高分辨力测量方法探秘

1.法布里-珀罗干涉仪的优势与应用

?法布里-珀罗干涉仪具有高分辨率的特点，适用于对激光光谱特性要求极高的测量场景，如在高精度激光频率标准的校准中。其通过多光束干涉原理，能够精确;

测量激光的波长和频率。例如，在原子钟的激光稳频系

统中，利用法布里-珀罗干涉仪对激光频率进行高分辨力测量，可实现原子钟频率的超高精度稳定。

?该干涉仪的自由光谱范围（FSR）和精细度（F）

是重要的性能参数。自由光谱范围决定了可测量的波长范围，精细度则影响分辨率。在选择法布里-珀罗干涉仪时，需根据实际测量的激光波长范围和所需分辨率，合理选择具有合适FSR和F值的干涉仪。

1.高分辨力测量的复杂挑战与应对策略

?高分辨力测量对实验环境的稳定性要求极为苛刻。微小的振动、温度波动等都可能导致干涉条纹的漂移，从而影响测量精度。因此，通常需要将测量系统放置在;

隔振平台上，并采用高精度的温度控制系统，保持环境

温度的稳定。

?激光本身的稳定性也至关重要。在测量前，需对激光器进行充分的预热和稳频处理，确保在测量期间激光的光谱特性稳定。此外，数据采集和处理系统也需具备高精度和高速度，以准确捕捉和分析干涉条纹的变化。

三、测量仪器的精准选择

（一）光谱仪的类型与适配场景

1.光???光谱仪

?光栅光谱仪利用光栅的分光作用，将激光束按波长展开。在科研领域，常用于对