ICS 31-0300 CCS L 90 团 体 标 准 T/CSTM 0 0314—2023 激光晶体 掺钕氟化钙激光晶体元件 Laser crystals - Nd-doped calcium fluoride laser crystal element 2023-01-13发布 2023-04-13 实施 中关村材料试验技术联盟 发布 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00314— 2023 I 前 言 本文件参照 GB/T1.1 -2020 《标准化工作导则第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》 ， GB/T 20001. 4《标准编写规则第 4部分 :化学分析方法》的规 定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本文件由中国材料与试验 标准化委员会光电材料及产品标准化 领域委员会（ CSTM/FC60 ）提出。 本文件由中国材料与试验 标准化委员会光电材料及产品标准化 领域委员会（ CSTM/FC60 ）归口。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00314— 2023 1 激光晶体 掺钕氟化钙激光晶体元件 1 范围 本文件规定了掺钕氟化钙 (Nd:C aF2)激光晶体元件的技术要求、检测方法、检验规则、包装、标志、 运输和贮存。 本文件适用于 Nd:CaF 2激光晶体元件。 满足本文件要求的其他稀土掺杂氟化钙激光晶体元件可参照 使用。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中， 注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T 1185 光学零件表面疵病 GJB 1525 激光光学元件总规范 GB/T 1800.1 产品几何技术规范（ GPS）极限与 配合 .第一部分：公差、偏差和配合的基础 GB/T 11293 固体激光材料名词术语 GB/T 11297.1 激光棒波前畸变的测量方法 GB/T 16601 光学表面激光损伤阈值测试方法 GB/T 22453 硼酸盐非线性光学单晶元件质量测试方法 GB/T 27661 激光棒单程损耗系数的测量方法 JB/T 8226.1 光学零件镀膜 减反射膜 JY/T 015 电感耦合等离子体原子发射光谱法通则 3 术语和定义 GB/T 11293 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 激光晶体 laser crystal 将外界提供的能量通过光学谐振腔转化为在空间和时间上相干、具有高度平行和单色性激光的晶 体。 3.2 掺钕氟化钙激光晶体 Nd-doped calcium fluoride crystal 一种激光晶体属立方晶系，空间群为Fm 3_ m，分子式为 Nd:CaF 2。 3.3 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00314— 2023 2 掺钕氟化钙激光晶体元件 Nd-doped calcium fluoride crystal element 掺钕氟化钙激光晶体经过定向、切割、抛光，必要时镀膜后加工成的激光元件。 3.4 有效通光孔径 effective aperture 用显微镜测量激光晶体元件扣除倒角后的有效通光面积，再测量激光晶体元件通光面的总面积。计 算有效通光面积与通光面总面积的比值，即为有效通光孔径。 3.5 激光损伤阈值 laser damage threshold 激光照射激光晶体元件，能使其表面或内部发生局域破坏或光学性质发生变化的最低激光功率密 度。 [来源：GB/T 11293-1989 ，43，有修改 ] 3.6 波前畸变 wavefront distortion 光波在传播过程中， 由于介质本身的不均匀或其他因素而使波阵面发生畸变的现象。 当理想光波 （平 面波或球面波）被透射或反射后，其波前发生的变化为波前畸变，通常以畸变量最大的峰谷值（ PV）作 为其数字指标。 [来源：GB/T 11293-1989 ，8，有修改 ] 3.7 单程损耗 loss per pass 在谐振腔内，激光单次通过工作物质时的损耗。 [来源：GB/T 11293-1989 ，14] 4 技术要求 4.1物理性质 4.1.1 外观质量 掺钕氟化钙激光晶体元件应透明无色差，无气泡、无裂纹、无划痕。 4.1.2 散射颗粒 掺钕氟化钙激光晶体元件单位体积（ cm3）内部不允许有直 径大于50 μm的散射颗粒，直径 10 μ m ~50 μm的散射颗粒不得多于 10个。 4.1.3 单程损耗系数 掺钕氟化钙激光晶体元件在波长为1064 nm 处，单程损耗系数应不大于0.4 % cm-1。 4.1.4 波前畸变 掺钕氟化钙激光晶体元件波前畸变 PV 值在每25.4 mm长度内应符合表 1中规定。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00314— 2023 3 表1 波前畸变分级 口径 mm 合格级 =632.8 nm 优等级 =632.8 nm d≤10 ≤0.6 λ ≤0.15 λ 10<d≤20 ≤1.0 λ ≤0.3 λ d>20 ≤1.5 λ ≤0.65 λ 4.1.5 钕离子浓度 偏差 掺钕氟化钙激光晶体元件中钕离子浓度偏差应不大于0.1 at% 。 4.2 加工质量 掺钕氟化钙激光晶体元件的加工质量应符合表 2中规定。 表2 加工质量要求 项目 技术要求 外形公差 掺钕氟化钙激光晶体元件外形公差应符合 GB/T 1800. 1 要求。 不平行度 掺钕氟化钙激光晶体元件不平行度应不大于 10″。 不垂直度 掺钕氟化钙激光晶体元件不垂直度应不大于 1′。 表面疵病 掺钕氟化钙激光晶体元件表面疵病应符合 GB/T 1185 -2006 要求， 具体要求为： B/0.8D 00.05；C10.01;P 0.1（B为麻点； D0 为激光晶体 元件直径，单位为 mm；C为划痕； P为崩口） 。 有效通光孔径 掺钕氟化钙激光晶体元件有效通光孔径应不小于 90%。 崩边、崩口及崩裂 掺钕氟化钙激光晶体元件崩边应不大于 0.2 mm； 沿边缘方向，崩口 宽度之和应不大于 0.5 mm；角的崩裂应不大于 0.2 mm。 倒角 掺钕氟化钙激光晶体元件倒角宽度应在 0.07 mm~0.15 mm 范围内。 4.3 膜层 掺钕氟化钙激光晶体元件的膜层应符合表 3中规定。 表3 膜层要求 项目 技术要求 剩余反射率 掺钕氟化钙激光晶体元件镀增透膜后，在波长为 1064 nm处，剩余反射率应 不大于 0.2% 抗磨强度 掺钕氟化钙激光晶体元件抗磨性应符合 JB/T 8226.1 中要求。 麻点和擦痕 掺钕氟化钙激光晶体元件麻点和擦痕应符合 JB/T 8226.1 中要求。 抗激光损伤阈值 掺钕氟化钙激光晶体元件抗激光损伤阈值应不小于 500 mW/cm2。测试系统设 置：入射激光的光束质量因子 M2<1.2, 激光波长为 1064 nm，脉宽为 10 ns~30 ns， 重复频率为 (10  1) Hz。 每个测试点连续照射 10个脉冲， 光斑直径为 0.25 mm ~0.5 mm 5 检测方法 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00314— 2023 4 5.1 物理性能 5.1.1 外观质量 试样在照度不低于 20000 L x的白光照明 下黑色衬底上，采用目测法进行检验。 5.1.2 散射颗粒 5.1.2.1 测试仪器 波长为 532 nm的绿光激光器，功率 0.1 W～0.5 W、展宽角度 30°以内的线光源合适； 10倍到 40倍带 标尺的显微镜 5.1.2.2 试样 样品双面和观察面经过检测级抛光加工。 5.1.2.3 实验步骤 主要实验步骤如下： a）将 Nd:CaF 2激光晶体元件放置 V型槽内，调整 Nd:CaF 2激光晶体元件使光束正射入通光面； b) 用0.1 W～ 0.5 W的线光源扫描晶体内部的散射颗粒，通过调控功率，调控光斑的大小。从侧面 观察散射亮点即为散射颗粒 ,使用显微镜进行观察内部的散射颗粒，计数。 c) 调整 Nd:CaF 2激光晶体元件，使激光光束从另一端入射，重复 b）步骤，并记录散射颗粒总数 量。 5.1.2.4 结果 按照公式 (1)计算单位体积的散射颗粒密： VnD (1) 式中： D——散射颗粒密度，单位为个每立方厘米