ISO 11151-2:2000
(Main)Lasers and laser-related equipment — Standard optical components — Part 2: Components for the infrared spectral range
Lasers and laser-related equipment — Standard optical components — Part 2: Components for the infrared spectral range
Lasers et équipements associés aux lasers — Composants optiques standards — Partie 2: Composants pour la plage spectrale infrarouge
La présente partie de l'ISO 11151 spécifie les exigences pour les composants pour laser utilisés dans la plage spectrale infrarouge, pour les longueurs d'onde entre 2,10 µm et 15,0 µm, et vise à faciliter la fourniture de pièces détachées - en spécifiant des classes de dimensions et de tolérances préférentielles, d'où une réduction de la variété des types; - en normalisant les spécifications et en éliminant les entraves au commerce; - en établissant une désignation agréée à des fins de commande. La présente partie de l'ISO 11151 couvre les substrats plans, plan-sphériques et sphériques, les lentilles et les composants optiques qui sont considérés spécifiquement comme des composants optiques normalisés, proposés dans les catalogues des fabricants et censés être utilisés avec des lasers. La présente partie de l'ISO 11151 concerne les descriptions de composants, les matériaux employés, les dimensions physiques et les tolérances de fabrication (y compris le traitement, la courbure et le parallélisme des surfaces). Bien que la plupart, mais non la totalité de ces composants, fassent l'objet d'un revêtement (totalement réfléchissant, partiellement réfléchissant ou anti-réfléchissant) avant leur incorporation au système laser, la présente partie de l'ISO 11151 n'énonce aucune recommandation ayant trait à la spécification des revêtements. NOTE : Dans le cas des composants optiques utilisés dans les plages spectrales UV, visible et proche de l'infrarouge (de 190 nm à 2 100 nm), se reporter à l'ISO 11151-1. Pour la spécification et l'essai des revêtements optiques, se reporter aux Normes internationales de la série ISO 9211.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11151-2
First edition
2000-06-15
Lasers and laser-related equipment —
Standard optical components —
Part 2:
Components for the infrared spectral range
Lasers et équipements associés aux lasers — Composants optiques
standards —
Partie 2: Composants pour la plage spectrale infrarouge
Reference number
ISO 11151-2:2000(E)
©
ISO 2000
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ISO 11151-2:2000(E)
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ISO 11151-2:2000(E)
Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Code for components covered.2
4 Materials .2
5 Requirements for quality .2
6 Dimensional tolerances .5
6.1 Preferred dimensions.5
6.2 Diameter of circular optical components.5
6.3 Mirror and output coupler curvature .5
6.4 Rectangular and elliptical windows.5
6.5 Focal length.5
6.6 Thickness .6
7 Testing area.6
8 Designation for ordering.6
9 Coating.7
10 Packaging.8
Annex A (informative) Imperial units.9
Annex B (informative) Configuration for relieving stress in copper mirrors .10
Bibliography.12
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ISO 11151-2:2000(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 11151 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 11151-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 172, Optics and optical
instruments, Subcommittee SC 9, Electro-optical systems.
ISO 11151 consists of the following parts, under the general title Lasers and laser-related equipment — Standard
optical components:
� Part 1: Components for UV, visible and near-infrared spectral ranges
� Part 2: Components for the infrared spectral range
Annexes A and B of this part of ISO 11151 are for information only.
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ISO 11151-2:2000(E)
Introduction
Lasers are used in a wide variety of applications, including medicine, materials processing, information technology
and metrology. Most lasers contain optical windows and mirrors (intracavity) and most laser systems use a variety
of windows, beamsplitters, deflectors, mirrors and lenses. Those components used in high power laser applications
must withstand high peak power and/or energy densities to avoid laser-induced damage, thus their component
specifications are more demanding than those used in low power applications.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11151-2:2000(E)
Lasers and laser-related equipment — Standard optical
components —
Part 2:
Components for the infrared spectral range
1 Scope
This part of ISO 11151 specifies requirements for laser components used in the infrared spectral range, from
wavelengths 2,10µm to 15,0µm, and facilitates the supply of spare parts:
� by specifying preferred dimensions and tolerances, thereby reducing the variety of types;
� by standardizing the specifications and removing barriers to trade;
� by establishing an agreed designation for item orders.
This part of ISO 11151 covers planar, plano-spherical and spherical substrates, lenses and optical components that
are designed specifically as standardized optical components normally offered via catalogue from suppliers and
intended for use with lasers.
This part of ISO 11151 includes component descriptions, materials employed, physical dimensions and
manufacturing tolerances (including surface finish, figure and parallelism). Although most, but not all of these
components will be coated (fully reflecting, partially reflecting or anti-reflecting) before incorporation into the laser
system, this part of ISO 11151 does not include recommendations for the specification of coatings.
NOTE For optical components used in the ultra-violet, visible and near infrared spectral ranges (190 nm to 2 100 nm), refer
to ISO 11151-1. For the specification and testing of optical coatings, refer to the ISO 9211 series.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 11151. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 11151 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 9211-1:1994, Optics and optical instruments — Optical coatings — Part 1: Definitions.
ISO 9211-2:1994, Optics and optical instruments — Optical coatings — Part 2: Optical properties.
ISO 10110-1:1996, Optics and optical instruments — Preparation of drawings for optical elements and systems —
Part 1: General.
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ISO 11151-2:2000(E)
3 Code for components covered
Table 1 specifies codes for the components to which this part of ISO 11151 is applicable.
Table 1 — Component codes
Component form Code
Optical flats IOF
Circular windows — flat IWC
Elliptical windows — flat IWE
Rectangular windows — flat IWR
Output couplers — flat IOC
Mirrors — flat IMF
Mirrors — convex IMX
Mirrors — concave IMV
Plano-convex lenses IPX
Plano-concave lenses IPV
Symmetric biconvex lenses IBX
Symmetric biconcave lenses IBV
4 Materials
This part of ISO 11151 covers components employed in the infrared wavelength region from 2,10µm to 15µm. A
wide range of materials may be used, such as:
� zinc selenide, ZnSe;
� potassium chloride, KCl;
� germanium, Ge;
� gallium arsenide, GaAs;
� silicon, Si;
� copper, Cu.
In view of the wide variety of materials available, the use of specific code numbers for each material has not been
formalized. Manufacturers and designers shall therefore specifiy the exact materials used/required. The material
specification shall be given as stated in subclause 4.7 of ISO 10110-1:1996. If birefringent materials are
used/specified, the orientation of the optical axis relative to the geometric axes of the components shall be stated.
5 Requirements for quality
Preferred specifications and classes for material and surface quality are set out in Tables 2 to 6, using terminology
in accordance with parts 1 to 7 of ISO 10110. The same quality standards apply to all components of a given
diameter, except that the material tolerances are inapplicable in the case of total reflector substrates.
2 © ISO 2000 – All rights reserved
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ISO 11151-2:2000(E)
The requirement of quality for components to be used with infrared lasers is in general high, therefore this part of
1�
ISO 11151 only promulgates one class of quality .
For this reason there is no difference between a flat circular window, IWC, specification and an output coupler, IOC,
specification in this waveband. It should be noted that the surface dig and pit critical dimensions for laser-induced
damage are� /10 to 10�,where� is the wavelength of operation of the laser.
Table 2 — Material and surface fabrication tolerances for lenses, windows and beamsplitters
Diameter Stress Bubbles and Inhomogeneity Surface Centring Surface
birefringence inclusions and striae form imperfection
mm 0/. 1/. 2/. 3/. 4/. 5/.
5to 15 15 0;2 –(0,4/0,4) 3
3� 0,063 � 2� 0,025
15 0;2 –(0,6/0,6) 3�
�15 to 30 4� 0,063 3� 0,040
15 0;2 –(1,0/1,0) 3�
�30 to 51 4� 0,100 4� 0,063
15 0;2 –(1,0/1,0) 3�
�51 to 102 5� 0,100 5� 0,100
Table 3 — Material and surface fabrication tolerances for total reflector substrates
Diameter Stress Bubbles and Inhomogeneity Surface Centring Surface
birefringence inclusions and striae form imperfection
mm 0/. 1/. 2/. 3/. 4/. 5/.
5to 15 NA NA NA –(0,4/0,4) 5� 2 � 0,025
�15 to 30 NA NA NA –(0,6/0,6) 5� 3 � 0,040
�30 to 51 NA NA NA –(1,0/1,0) 5� 4 � 0,063
�51 to 102 NA NA NA –(1,0/1,0) 5� 5 � 0,100
NA: not applicable.
1�
The quoted grade values assume that most of the incident radiation is scattered out of the beam by the imperfection. This is
the case where the radiometric obscuration equals the area obscuration. If the imperfection is par
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11151-2
Première édition
2000-06-15
Lasers et équipements associés aux
lasers — Composants optiques
standards —
Partie 2:
Composants pour la plage spectrale
infrarouge
Lasers and laser-related equipment — Standard optical components —
Part 2: Components for the infrared spectral range
Numéro de référence
ISO 11151-2:2000(F)
©
ISO 2000
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ISO 11151-2:2000(F)
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Imprimé en Suisse
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ISO 11151-2:2000(F)
Sommaire Page
Avant-propos.iv
Introduction.v
1 Domaine d'application.1
2Références normatives .1
3 Code des composants concernés .2
4Matériaux .2
5 Prescriptions relatives à la qualité.2
6Tolérances dimensionnelles.5
6.1 Dimensions préférentielles.5
6.2 Diamètre des composants optiques circulaires.5
6.3 Courbure des miroirs et des coupleurs de sortie .5
6.4 Fenêtres rectangulaires et elliptiques .5
6.5 Distance focale.6
6.6 Épaisseur.6
7 Aire soumise à l'essai .6
8Désignation pour la commande .7
9Revêtement.8
10 Emballage.8
Annexe A (informative) Unitésimpériales .9
Annexe B (informative) Configuration visant àéliminer les contraintes sur les miroirs au cuivre.10
Bibliographie .12
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ISO 11151-2:2000(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiéeaux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude aledroit de fairepartie ducomité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments delaprésente partie de l’ISO 11151 peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO 11151-2 a étéélaborée par le comité technique ISO/TC 172, Optique et instruments
d'optique, sous-comité SC 9, Systèmes électro-optiques.
L'ISO 11151 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Lasers et équipements associés aux
lasers — Composants optiques standards:
� Partie 1: Composants pour les plages spectrales UV, visible et proche de l’infrarouge
� Partie 2: Composants pour la plage spectrale infrarouge
Les annexes A et B de la présente partie de l’ISO 11151 sont données uniquement à titre d’information.
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ISO 11151-2:2000(F)
Introduction
Les lasers sont employés dans une large gamme d'applications parmi lesquelles, la médecine, le traitement des
matériaux, la technologie de l'information et la métrologie. La plupart des lasers renferment des fenêtres et miroirs
optiques (cavité interne), et la plupart des systèmes au laser utilisent une série de fenêtres, de dispositifs de
fractionnement des rayons, de déflecteurs, de miroirs et de lentilles. Ces composants utilisésdansles lasers à
haute puissance, ainsi que dans les applications associées à ces derniers, doivent résister à des valeurs extrêmes
de densité de puissance et/ou d'énergie, afin d'éviter les endommagements induits par rayonnement laser et afin
que les spécifications de leurs composants exigent davantage de rigueur que pour les composants employés dans
les applications à basse puissance.
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NORME INTERNATIONALE ISO 11151-2:2000(F)
Lasers et équipements associés aux lasers — Composants
optiques standards —
Partie 2:
Composants pour la plage spectrale infrarouge
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 11151 spécifie les exigences pour les composants pour laser utilisés dans la plage
spectrale infrarouge, pour les longueurs d'onde entre 2,10µm et 15,0µm, et vise à faciliter la fourniture de pièces
détachées
� en spécifiant des classes de dimensions et de tolérances préférentielles, d'où une réduction de la variété des
types;
� en normalisant les spécifications et en éliminant les entraves au commerce;
� en établissant une désignation agréée à des fins de commande.
La présente partie de l’ISO 11151 couvre les substrats plans, plan-sphériques et sphériques, les lentilles et les
composants optiques qui sont considérésspécifiquement comme des composants optiques normalisés, proposés
dans les catalogues des fabricants et censés être utilisés avec des lasers.
La présente partie de l’ISO 11151 concerne les descriptions de composants, les matériaux employés, les
dimensions physiques et les tolérances de fabrication (y compris le traitement, la courbure et le parallélisme des
surfaces). Bien que la plupart, mais non la totalité de ces composants, fassent l'objet d'un revêtement (totalement
réfléchissant, partiellement réfléchissant ou anti-réfléchissant) avant leur incorporation au système laser, la
présente partie de l’ISO 11151 n'énonce aucune recommandation ayant trait à la spécification des revêtements.
NOTE Dans le cas des composants optiques utilisés dans les plages spectrales UV, visible et proche de l'infrarouge (de
190 nm à 2 100 nm), se reporter à l'ISO 11151-1. Pour la spécification et l'essai des revêtements optiques, se reporter aux
Normes internationales de la série ISO 9211.
2Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 11151. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 11151 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 9211-1:1994, Optique et instruments d'optique — Traitements optiques — Partie 1: Définitions.
ISO 9211-2:1994, Optique et instruments d'optique — Traitements optiques — Partie 2: Propriétésoptiques.
ISO 10110-1:1996, Optique et instruments d'optique — Indications sur les dessins pour éléments et systèmes
optiques — Partie 1: Généralités.
© ISO 2000 – Tous droits réservés 1
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ISO 11151-2:2000(F)
3 Code des composants concernés
Le Tableau 1 spécifie les codes pour les composants auxquels s’applique la présente partie de l'ISO 11151.
Tableau 1 — Codes des composants
Type de composant Code
Plans optiques IOF
Fenêtres circulaires planes IWC
Fenêtres elliptiques planes IWE
Fenêtres rectangulaires planes IWR
Coupleurs de sortie plans IOC
Miroirs plans IMF
Miroirs convexes IMX
Miroirs concaves IMV
Lentilles plan-convexes IPX
Lentilles plan-concaves IPV
Lentilles symétriques biconvexes IBX
Lentilles symétriques biconcaves IBV
4Matériaux
La présente partie de l'ISO 11151 concerne les composants employés dans la plage de longueur d'onde infrarouge
comprise entre 2,10µm à 15µm. Il est possible d'utiliser une large gamme de mat ériaux, dont les suivants:
� séléniuredezinc,ZnSe;
� chlorure de potassium, KCl;
� germanium, Ge;
� arséniure de galium, GaAs;
� silice, Si;
� cuivre, Cu.
Compte tenu de la grande diversité des matériaux disponibles, l'utilisation de numéros de code spécifiques pour
chaque matériau n'a pas été formalisée. Les fabricants et concepteurs doivent par conséquent spécifier la nature
exacte des matériaux utilisés/requis. La spécification de matériaux doit être donnée comme indiqué au paragraphe
4.7 de l'ISO 10110-1:1996. En cas d'utilisation/spécification de matériaux biréfringents, il est nécessaire de fixer les
orientations de l'axe optique par rapport aux axes géométriques du composant.
5 Prescriptions relatives à la qualité
Les spécifications préférentielles et les classes pour le matériau et la qualité de surface sont indiquées aux
Tableaux 2 à 6, en utilisant la terminologie conforme à l’ISO 10110, parties 1 à 7. Les mêmes normes de qualité
s'appliquent à tous les composants ayant un diamètre donné, à ceci près que les tolérances sur les matériaux sont
inapplicables dans le cas de substrats totalement réfléchissants.
2 © ISO 2000 – Tous droits réservés
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ISO 11151-2:2000(F)
Les exigences de qualité concernant les composants destinés àêtre utilisésavec les lasers à infrarouge est en
1)
général élevée, d'où la spécification d'une seule classe de qualité dans la présente partie de l'ISO 11151.
Pour cette raison, il n'existe aucune différence entre les spécifications concernant une fenêtre circulaire IWC et un
coupleur de sortie IOC dans cette plage de longueur d'onde. Il convient de noter que les dimensions critiques des
creusements et fissures de surface, pour les endommagements induits par rayon laser, sont comprises entre �/10
et 10�,où� est la longueur d'onde de fonctionnement du laser.
Tableau 2 — Tolérances du matériau et de fabrication des surfaces pour les lentilles, fenêtres et dispositifs
de fractionnement des rayons
Tolérances du matériau Tolérances de la surface utile
Diamètre Contrainte de Bulles et Hétérogénéité Forme de la Centrage Imperfections
biréfringence inclusions et stries surface de surface
mm 0/. 1/. 2/. 3/. 4/. 5/.
5 à 15 15 0;2
3 � 0,063 � (0,4 / 0,4) 3� 2 � 0,025
>15 à 30 15 0;2
4 � 0,063 � (0,6 / 0,6) 3� 3 � 0,040
>30 à 51 15 0;2
4 � 0,100 � (1,0 / 1,0) 3� 4 � 0,063
>51 à 102 15 0;2
5 � 0,100 � (1,0 / 1,0) 3� 5 � 0,100
Tableau 3 — Tolérances du matériau et de fabrication des surfaces pour les substrats totalement
réfléchissants
Tolérances du matériau Tolérances de la surface utile
Diamètre Contrainte de Bulles et Hétérogénéité Forme de la Centrage Imperfections
biréfringence inclusions et stries surface de surface
mm 0/. 1/. 2/. 3/. 4/. 5/.
5 à 15 NA NA NA
� (0,4 / 0,4) 5� 2 � 0,025
>15 à 30 NA NA NA
� (0,6 / 0,6) 5� 3 � 0,040
>30 à 51 NA NA NA � (1,0 / 1,0) 5� 4 � 0,063
>51 à 102 NA NA NA
� (1,0 / 1,0) 5� 5 � 0,100
NA: Non applicable.
1)
En ce qui concerne les valeurs mentionnées relatives à la classe, on suppose que la plupart des rayonnements incidents sont
diffusés hors du faisceau par l'imperfection. Le cas se présente lorsque l'obscurcissement radiométrique équivaut à celui de la
surface. Si l'imperfection est partiellement transmissive, sa surface réelle peut être supérieure aux dimensions suggérées par
ces valeurs. Une méthode de mesurage de l'obscurcissement radiométrique, nécessaire à la quantification de l'importance des
imperfections d'un point de vue optique, es
...
Questions, Comments and Discussion
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