ISO 11145:2018

Optics and photonics — Lasers and laser-related equipment — Vocabulary and symbols

This document defines basic terms, symbols, and units of measurement for the field of laser technology in order to unify the terminology and to arrive at clear definitions and reproducible tests of beam parameters and laser-oriented product properties. NOTE The laser hierarchical vocabulary laid down in this document differs from that given in IEC 60825?1. ISO and IEC have discussed this difference and agree that it reflects the different purposes for which the two standards serve. For more details, see informative Annex A.

Optique et photonique — Lasers et équipements associés aux lasers — Vocabulaire et symboles

Le présent document définit les termes fondamentaux, les symboles et les unités de mesure à utiliser dans le domaine de la technologie laser de manière à unifier la terminologie et à établir des définitions claires et des essais reproductibles concernant les paramètres du faisceau et les propriétés des appareils à laser. NOTE Le vocabulaire hiérarchique relatif au laser proposé dans le présent document diffère de celui donné dans l'IEC 60825‑1. L'ISO et l'IEC ont discuté de cette différence et sont d'accord qu'elle reflète les divers besoins pour lesquels les deux normes sont nécessaires. Pour plus de détails, voir l'Annexe A informative.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 01-Nov-2018
• ICS: 01.040.31 - Electronics (Vocabularies)
• ICS: 01.080.40 - Graphical symbols for use on electrical and electronics engineering drawings, diagrams, charts and in relevant technical product documentation
• ICS: 31.260 - Optoelectronics. Laser equipment
• Technical Committee: ISO/TC 172/SC 9 - Laser and electro-optical systems
• Drafting Committee: ISO/TC 172/SC 9/WG 1 - Terminology and test methods for electro-optical systems
• Current Stage: 9092 - International Standard to be revised
• Start Date: 20-Sep-2024
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Consolidates: ISO 10889-5:2016 - Tool holders with cylindrical shank — Part 5: Type D with more than one rectangular seat
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revises: ISO 11145:2016 - Optics and photonics — Lasers and laser-related equipment — Vocabulary and symbols
• Effective Date: 24-Dec-2016

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11145
Fifth edition
2018-11
Optics and photonics — Lasers
and laser-related equipment —
Vocabulary and symbols
Optique et photonique — Lasers et équipements associés aux lasers
— Vocabulaire et symboles
Reference number
©
ISO 2018
© ISO 2018
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
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ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: [phone]
Fax: [phone]
Email: [e-mail]
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2018 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 Beam position . 2
3.2 Beam axis . 2
3.3 Beam diameter . 3
3.4 Beam radius . 3
3.5 Beam width . 4
3.6 Beam cross-sectional area . 4
3.7 Beam waist . 5
3.8 Divergence . 7
3.9 Rayleigh length. 7
3.10 Beam parameter product . 8
3.11 Coherence . 8
3.12 Polarization . 9
3.13 Power and Energy .10
3.14 Pulse duration and repetition rate .11
3.15 Optical resonator.12
3.16 Mode .12
3.17 Spectral bandwidth .12
3.18 Relative intensity noise .13
3.19 Laser .13
3.20 Efficiency .14
4 Symbols and units of measurement .15
Annex A (informative) Explanation of the difference in terminology between IEC 60825-1
and ISO 11145 .17
Annex B (informative) List of symbols .18
Bibliography .19
Alphabetical index .20
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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso
.org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 172, Optics and photonics, Subcommittee
SC 9, Laser and electro-optical systems.
This fifth edition cancels and replaces the fourth edition ISO 11145:2016, which has been technically
revised. The main changes compared to the previous edition are as follows:
a) the term beam position has been renamed “beam centroid” and defined formally as a first-
order moment;
b) the term beam ellipticity has been clarified;
c) the term beam waist location has been included;
d) the term optical resonator has been included;
e) the term 10 % pulse duration has been generalized to a selected percentage pulse duration;
f) the formula in the term beam diameter has been adjusted;
g) the order of the terms has been adjusted.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
iv © ISO 2018 – All rights reserved

INTERNATIONAL STANDARD ISO 11145:2018(E)
Optics and photonics — Lasers and laser-related
equipment — Vocabulary and symbols
1 Scope
This document defines basic terms, symbols, and units of measurement for the field of laser technology
in order to unify the terminology and to arrive at clear definitions and reproducible tests of beam
parameters and laser-oriented product properties.
NOTE The laser hierarchical vocabulary laid down in this document differs from that given in IEC 60825–1.
ISO and IEC have discussed this difference and agree that it reflects the different purposes for which the two
standards serve. For more details, see informative Annex A.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at http: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
NOTE 1 The spatial distribution of the power (energy) density in a cross section of a laser beam does not
always have circular symmetry. In this document, all terms related to these spatial distributions are split into
those for beam cross sections with circular distributions and those for beam cross sections with non-circular
distributions. A circular beam is characterized by its radius, w, or diameter, d. For a non-circular beam, the beam
widths, d and d , for two orthogonal directions are given.
x y
NOTE 2 The spatial distributions of laser beams do not have sharp edges. Therefore, the power (energy)
values to which the spatial terms refer are defined. Depending on the application, different cut-off values can be
chosen (for example 1/e, 1/e , 1/10 of the peak value).
NOTE 3 This document uses the subscript u to denote a percentage. For example, the percentage of the total
beam power (energy) included in the value of a given parameter. When stating quantities marked by an index “u”,
“u” is replaced by the specific number, e.g. A for u = 90 %.
NOTE 4 The beam width d (see 3.5.1) and the beam diameter d (see 3.3.1) can differ for the same value of u
x,u u
(d ≠ d ).
x,u u
NOTE 5 In contrast to quantities defined by setting a cut-off value [“encircled power (energy)”], the beam
widths and derived beam properties can also be defined based on the second moments of the power (energy)
density distribution function (see 3.5.2). Only beam propagation ratios (see 3.10.2) that are calculated from
beam widths and divergence angles derived from the second moments of the power (energy) density distribution
function allow calculation of beam propagation. In this document, quantities based on the second moment are
marked by a subscript “σ”.
NOTE 6 A list of symbols is given in Annex B.
3.1 Beam position
3.1.1
beam centroid
xz , yz
() ()
coordinates of the first-order moments of a power (energy) distribution of a beam at location z
xE⋅ xy,,zx⋅ddy
()
∫∫
xz =
()
Ex,,yz ⋅ddxy
()
∫∫
yE⋅ xy,,zx⋅ddy
()
∫∫
yz =
()
Ex,,yz ⋅ddxy
()
∫∫
where the integration shall be performed over an area such that at least 99 % of the beam power
(energy) is captured
Note 1 to entry: The power density E is replaced by the energy density H for pulsed lasers.
Note 2 to entry: The terms beam centroid, centre of gravity and beam position are equivalent, formerly the term
beam position was used.
Note 3 to entry: These quantities are defined in the beam axis system x,y,z, in which z is the direction of
propagation of the beam.
3.1.2
beam positional stability
Δ (z'), Δ (z')
x y
four times the standard deviation of the measured beam positional movement at plane z′
N


′′
xz −xz
() ()
∑
i
i=1 
 
′
Δ z =4
()
x
N−1
N
 
′′
yz − yz
() ()
∑
i
 
i=1
 
Δ z′ =4
()
y
N−1
′ ′ ′ ′
where xz and yz are the beam centroids in the z′ plane, xz and yz are the mean beam
() () () ()
centroids in the z′ plane, and N is the number of measurements
Note 1 to entry: The term "beam angular stability", sometimes referred to as “beam pointing stability”, is defined
in ISO 11670:2003.
[SOURCE: ISO 11670:2003, 3.6, modified — The note has been deleted, the text after "at plane z'" has
been added and Note 1 to entry has been added.]
3.2 Beam axis
3.2.1
beam axis
straight line connecting the centroids defined by the first spatial moments of the cross-sectional power
(energy) density distribution function at successive locations in the direction of propagation (z) of the
beam in a homogeneous medium
2 © ISO 2018 – All rights reserved

3.2.2
misalignment angle
Δϑ
deviation angle of the beam axis from the mechanical axis defined by the manufacturer
3.3 Beam diameter
3.3.1
beam diameter
d (z)
u
diameter of a circular aperture in a plane perpendicular to the beam axis
that contains u % of the total beam power (energy)
Note 1 to entry: For clarity, the term “beam diameter” is always used in combination with the symbol and its
appropriate subscript: d or d .
u σ
3.3.2
beam diameter
d (z)
σ
diameter defined by using the second
moment of the power (energy) density distribution function
dz = 22σ z
() ()
σ
where the second moment of the power density distribution function E(x, y, z) of the beam z is given by
 
xx− zy+− yz ⋅Ex,,yz ⋅ddxy
() () ()
() ()
 
∫∫
 
σ z =
()
Ex,,yz ⋅dxddy
()
∫∫
where the first moments give the coordinates of the beam centroid xz , yz 
() ()
 
Note 1 to entry: For clarity, the term “beam diameter” is always used in combination with the symbol and its
appropriate subscript: d or d
u σ.
3.4 Beam radius
3.4.1
beam radius
w (z)
u
radius of a circular aperture in a plane perpendicular to the beam axis
which contains u % of the total beam power (energy)
Note 1 to entry: For clarity, the term “beam radius” is always used in combination with the symbol and its
appropriate subscript: w or w .
u σ
Note 2 to entry: The beam radius is half the beam diameter d (z).
u
3.4.2
beam radius
w (z)
σ
radius defined by using the second
moment of the power (energy) density distribution function
wz = 2σ z
() ()
σ
Note 1 to entry: For a definition of the second moment σ (z), see 3.3.2.
Note 2 to entry: For clarity, the term “beam radius” is always used in combination with the symbol and its
appropriate subscript: w or w .
u σ
Note 3 to entry: The beam radius is half the beam diameter d (z).
σ
3.5 Beam width
3.5.1
beam width
d (z), d (z)
x,u y,u
width of the smallest slit aligned with the x or y transverse axes of
the power (energy) density distribution function, transmitting u % of the total beam power (energy)
along x or y
Note 1 to entry: For circular Gaussian beams, d and d both equal d .
x,95,4 y,95,4 86,5
Note 2 to entry: For clarity, the term “beam width” is always used in combination with the symbol and its
appropriate subscripts: d , d or d , d .
σx σy x,u y,u
3.5.2
beam width
d (z), d (z)
σx σy
width defined by using the second
moment of the power (energy) density distribution function along x or y
dz = 4σ z
() ()
σxx
dz = 4σ z
() ()
σ yy
where the second moments of the power density distribution function E(x, y, z) of the beam at z are
given by:
xx− ()zE⋅ ()xy,,zx⋅ddy
()
∫∫
σ z =
()
x
Ex,,yz ⋅ddxy
()
∫∫
yy− zE⋅ xy,,zx⋅ddy
()() ()
∫∫
σ z =
()
y
Ex,,yz ⋅ddxy
()
∫∫
where xx− z and yy− z are the distances from the current point’s coordinates to the beam
()() ()()
centroid xz , yz
()() ()
Note 1 to entry: For clarity, the term “beam width” is always used in combination with the symbol and its
appropriate subscripts: d , d or d , d .
σx σy x,u y,u
3.6 Beam cross-sectional area
3.6.1
beam cross-sectional area
A (z)
u
smallest completely filled area containing u % of the total beam power
(energy)
Note 1 to entry: For clarity, the term “beam cross-sectional area” is always used in combination with the symbol
and its appropriate subscript: A or A .
u σ
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3.6.2
beam cross-sectional area
A (z)
σ
area of a beam with circular
cross-section
 π
Ad= ⋅ z
()
σσ 
 
or elliptical cross-section
 π
Ad= ⋅ zd⋅ z
() ()
σσ  xyσ
 
Note 1 to entry: For clarity, the term “beam cross-sectional area” is always used in combination with the symbol
and its appropriate subscript: A or A .
u σ
3.6.3
beam ellipticity
ε(z)
parameter for quantifying the circularity or squareness of a power (energy) density distribution at z
dz()
σ y
ε z =
()
dz
()
σx
where the direction of x is chosen to be along the major axis of the distribution, such that dd≥
σσxy
Note 1 to entry: If ε ≥ 0,87, elliptical distributions can be regarded as circular.
Note 2 to entry: In case of a rectangular distribution, ellipticity is often referred to as “aspect ratio”.
Note 3 to entry: In contrast to the definition given here, in literature the term “ellipticity” is sometimes related to
dz
()
σ y
1− . The definition given here has been chosen to be in concordance with the same definition of ellipticity
dz
()
σx
in ISO 11146-1 and ISO 13694.
3.6.4
circular power density distribution
power density distribution having an ellipticity greater than or equal to 0,87
3.7 Beam waist
3.7.1
beam waist
portion of a beam where the beam diameter or beam width has a local minimum
3.7.2
beam waist location
z , z , z
0x 0y 0
location where the beam widths or the beam diameters reach their minimum values along the beam axis
Note 1 to entry: A particular beam can have multiple beam waist locations.
3.7.3
astigmatic beam waist separation
Δz
a
axial distance between the beam waist locations in the orthogonal principal planes of a beam possessing
simple astigmatism
Note 1 to entry: Astigmatic beam waist separation is also known as “astigmatic difference”.
[SOURCE: ISO 15367-1:2003, 3.3.4, modified — In the term, "beam" has been added.]
3.7.4
beam waist diameter
d
0,u
diameter d of the beam at the location of the beam waist
u
Note 1 to entry: For clarity, the term “beam waist diameter” is always used in combination with the symbol and
its appropriate subscripts: d or d .
0,u σ0
3.7.5
beam waist diameter
d
σ0
diameter d of the beam at the
σ
location of the beam waist
Note 1 to entry: For clarity, the term “beam waist diameter” is always used in combination with the symbol and
its appropriate subscripts: d or d .
0,u σ0
3.7.6
beam waist radius
w
0,u
radius w of the beam at the location of the beam waist, which is half the
u
beam waist diameter d
0,u
Note 1 to entry: For clarity, the term “beam waist radius” is always used in combination with the symbol and its
appropriate subscripts: w or w .
0,u σ0
3.7.7
beam waist radius
w
σ,0
radius w of the beam at the location
σ
of the beam waist, which is half the beam waist diameter d
σ0
Note 1 to entry: For clarity, the term “beam waist radius” is always used in combination with the symbol and its
appropriate subscripts: w or w .
0,u σ0
3.7.8
beam waist width
d , d
x0,u y0,u
beam width d or d at the location of the beam waist in the x or y
x,u y,u
direction, respectively
Note 1 to entry: For clarity, the term “beam waist width” is always used in combination with the symbol and its
appropriate subscripts: d , d or d , d .
x0,u y0,u σx0 σy0
3.7.9
beam waist width
d , d
σx0 σy0
beam width d or d at the location
σx σy
of the beam waist in the x or y direction, respectively
Note 1 to entry: For clarity, the term “beam waist width” is always used in combination with the symbol and its
appropriate subscripts: d , d or d , d .
x0,u y0,u σx0 σy0
6 © ISO 2018 – All rights reserved

3.8 Divergence
3.8.1
divergence angle
Θ , Θ , Θ
u x,u y,u
full angle formed by the asymptotic envelope of a diverging
beam that propagates with increasing beam diameter (width)
Note 1 to entry: For circular cross-sections, the divergence angle Θ is determined from the beam diameter d . For
u u
non-circular cross-sections, the divergence angles Θ and Θ are separately determined from the respective
x,u y,u
beam widths in the x- and y-directions, d and d .
x,u y,u
Note 2 to entry: When specifying divergence angles, subscripts are used to indicate the relevant beam diameter
(width).
EXAMPLE Θ indicates that beam width d has been used.
x,50 x,50
Note 3 to entry: The definition of the coordinate systems as described here as well as
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11145
Cinquième édition
2018-11
Optique et photonique — Lasers et
équipements associés aux lasers —
Vocabulaire et symboles
Optics and photonics — Lasers and laser-related equipment —
Vocabulary and symbols
Numéro de référence
©
ISO 2018
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© ISO 2018
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
Fax: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
3.1 Position du faisceau . 2
3.2 Axe du faisceau. 2
3.3 Diamètre du faisceau . 3
3.4 Rayon du faisceau . 3
3.5 Largeur du faisceau . 4
3.6 Aire de la section du faisceau . 4
3.7 Col du faisceau . 5
3.8 Divergence . 7
3.9 Longueur de Rayleigh. 8
3.10 Produit caractéristique du faisceau . 8
3.11 Cohérence . 9
3.12 Polarisation . 9
3.13 Puissance et énergie .10
3.14 Durée et fréquence d’impulsion d’une impulsion.12
3.15 Résonateur optique .12
3.16 Mode .12
3.17 Largeur spectrale .13
3.18 Intensité relative de bruit .13
3.19 Laser .13
3.20 Rendement .14
4 Symboles et unités de mesure .15
Annexe A (informative) Explication des différences entre la terminologie de l’IEC 60825-1
et celle de l’ISO 11145 .17
Annexe B (informative) Liste des symboles .18
Bibliographie .19
Index alphabétique.20
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 confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité 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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos .html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 172, Optique et photonique, sous-
comité SC 9, Lasers et systèmes électro-optiques.
Cette cinquième édition annule et remplace la quatrième édition (ISO 11145:2016), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
a) le terme position du faisceau a été renommé «centre de faisceau» et défini formellement comme
moment du premier ordre;
b) le terme «ellipticité du faisceau» a été précisé;
c) le terme «emplacement du col du faisceau» a été ajouté;
d) le terme «résonateur optique» a été inclus;
e) le terme durée d’impulsion à 10 % a été généralisé à une durée d'impulsion en pourcentage
sélectionnée;
f) la formule associée au terme «diamètre du faisceau» a été ajustée;
g) l'ordre des termes a été ajusté
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/fr/members .html.
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NORME INTERNATIONALE ISO 11145:2018(F)
Optique et photonique — Lasers et équipements associés
aux lasers — Vocabulaire et symboles
1 Domaine d'application
Le présent document définit les termes fondamentaux, les symboles et les unités de mesure à utiliser
dans le domaine de la technologie laser de manière à unifier la terminologie et à établir des définitions
claires et des essais reproductibles concernant les paramètres du faisceau et les propriétés des appareils
à laser.
NOTE Le vocabulaire hiérarchique relatif au laser proposé dans le présent document diffère de celui donné
dans l'IEC 60825-1. L'ISO et l’IEC ont discuté de cette différence et sont d'accord qu'elle reflète les divers besoins
pour lesquels les deux normes sont nécessaires. Pour plus de détails, voir l'Annexe A informative.
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
NOTE 1 Les distributions spatiales des densités de puissance (d'énergie) dans une section d’un faisceaux laser
ne comportent pas toujours de symétrie circulaire. Dans le présent document, pour tous les termes relatifs à
ces distributions spatiales, deux séries de définitions sont prévues suivant que les sections de faisceau avec des
distributions circulaire ou non. Un faisceau circulaire est caractérisé par son rayon, w, ou son diamètre, d. Pour
un faisceau non circulaire, les largeurs de faisceau, d et d , suivant deux directions perpendiculaires, doivent
x y
être données.
NOTE 2 Les distributions spatiales des faisceaux laser n'ont pas de contour bien défini. C'est pourquoi il
est précisé à quelles valeurs de puissance (d'énergie) les grandeurs spatiales se réfèrent. Suivant l'application,
différentes valeurs de coupure peuvent être choisies (par exemple 1/e, 1/e , 1/10 de la valeur crête).
NOTE 3 Le présent document utilise l'indice u pour indiquer un pourcentage. Par exemple, le pourcentage
de puissance (d'énergie) totale du faisceau prise en compte pour un paramètre donné. Lors de l'utilisation des
grandeurs indiquées par l'indice «u», «u» est remplacé par le nombre spécifique, par exemple, A pour u = 90 %.
NOTE 4 La largeur du faisceau d (voir 3.5.1) et le diamètre du faisceau d (voir 3.3.1) peuvent différer pour la
x,u u
même valeur de u (d ≠ d ).
x,u u
NOTE 5 Par opposition aux grandeurs définies par la fixation d'une valeur de coupure [«puissance (énergie)
circulaire»], les largeurs de faisceau et les propriétés de faisceau dérivées peuvent aussi être définies sur la base
du moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie) (voir 3.5.2). Seuls
les rapports de propagation de faisceau (voir 3.10.2) qui sont calculés à partir des largeurs de faisceau et des
angles de divergence de faisceau dérivés des seconds moments de la fonction de distribution de la densité de
puissance (d'énergie) permettent le calcul de la propagation de faisceau. Dans le présent document, les grandeurs
basées sur le moment de second ordre sont signalées par la lettre «σ» en indice.
NOTE 6 Une liste de symboles est donné dans l’Annexe B.
3.1 Position du faisceau
3.1.1
centre du faisceau
xz , yz
() ()
coordonnées des moments de premier ordre d’une distribution de puissance (d’énergie) d’un faisceau à
la position z
xE⋅ ()xy,,zx⋅ddy
∫∫
xz =
()
Ex,,yz ⋅ddxy
()
∫∫
yE⋅ xy,,zx⋅ddy
()
∫∫
yz =
()
Ex,,yz ⋅ddxy
()
∫∫
où l'intégration doit être réalisée sur une surface telle qu'au moins 99 % de la puissance (énergie) du
faisceau soient pris en compte.
Note 1 à l'article: La densité de puissance E est remplacée par la densité d'énergie H pour les lasers impulsionnels.
Note 2 à l'article: Les termes centre du faisceau, centre de gravité et position du faisceau sont équivalent,
auparavant, le terme position du faisceau était utilisé.
Note 3 à l'article: Ces grandeurs sont définies dans le système lié aux axes du faisceau (x,y,z), dans lequel z est la
direction de propagation du faisceau.
3.1.2
stabilité de visée du faisceau
Δ (z'), Δ (z')
x y
quatre fois l'écart-type du mouvement de visée du faisceau mesuré dans le plan z′
N
 
′′
xz −xz
() ()
∑
i
i=1 


′
Δ z =4
()
x
N−1
N
 
yz′′− yz
() ()
∑
i
 
i=1
 
′
Δ ()z =4
y
N−1
′ ′ ′ ′
où xz et yz sont des centres de faisceau dans le plan z’, xz et yz sont les centres de faisceau
() () () ()
principaux dans le plan z’, et N est le nombre de mesures.
Note 1 à l'article: Le terme «stabilité angulaire du faisceau», parfois appelée «stabilité de pointage du faisceau»,
est définie dans l’ISO 11670:2003.
[SOURCE: ISO 11670:2003, 3.6, modifié — La NOTE a été supprimée, le texte après «au plan z’» a été
ajouté et Note 1 à l’article a été ajouté.]
3.2 Axe du faisceau
3.2.1
axe du faisceau
ligne droite reliant les centres définis par les premiers moments spatiaux de la fonction de distribution
en section transversale de la puissance (énergie) et de la densité en des positions successives dans la
direction de propagation (z) du faisceau dans un milieu homogène
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3.2.2
angle de désalignement
Δϑ
écart angulaire entre l’axe du faisceau et l’axe mécanique défini par le fabricant
3.3 Diamètre du faisceau
3.3.1
diamètre du faisceau
d (z)
u
〈puissance (énergie) circulaire〉 diamètre d'une ouverture circulaire dans un plan perpendiculaire à
l'axe du faisceau renfermant u % de la puissance (l'énergie) totale du faisceau
Note 1 à l'article: Pour clarifier la définition, le terme «diamètre du faisceau» est toujours utilisé en combinaison
avec le symbole et son indice approprié: d ou d .
u σ
3.3.2
diamètre du faisceau
d (z)
σ
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie)〉 diamètre
défini en utilisant le moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance
(d'énergie)
dz = 22σ z
() ()
σ
où le moment de second ordre de la fonction de distribution de densité de puissance E(x,y,z) du faisceau
z est donnée par
 
xx− zy+− yz ⋅Ex,,yz ⋅ddxy
()() ()() ()
 
∫∫
2  
σ z =
()
Ex,,yz ⋅dxddy
()
∫∫
 
où les moments de premier ordre donnent les coordonnées du centre du faisceau xz , yz
() ()
 
Note 1 à l'article: Pour clarifier la définition, le terme «diamètre du faisceau» est toujours utilisé en combinaison
avec le symbole et son indice approprié: d ou d .
u σ
3.4 Rayon du faisceau
3.4.1
rayon du faisceau
w (z)
u
〈puissance (énergie) circulaire〉 rayon d'une ouverture circulaire dans un plan perpendiculaire à l'axe
du faisceau renfermant u % de la puissance (l'énergie) totale du faisceau
Note 1 à l'article: Pour clarifier la définition, le terme «rayon du faisceau» est toujours utilisé en combinaison
avec le symbole et son indice approprié: w ou w .
u σ
Note 2 à l'article: Le rayon du faisceau est la moitié du diamètre du faisceau d (z).
u
3.4.2
rayon du faisceau
w (z)
σ
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie)〉 rayon
défini en utilisant le moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance
(d'énergie)
wz = 2σ z
() ()
σ
Note 1 à l'article: Pour la définition du moment de second ordre σ (z), voir 3.3.2.
Note 2 à l'article: Pour clarifier la définition, le terme «rayon du faisceau» est toujours utilisé en combinaison
avec le symbole et son indice approprié: w ou w .
u σ
Note 3 à l'article: Le rayon du faisceau est la moitié du diamètre du faisceau d (z).
u
3.5 Largeur du faisceau
3.5.1
largeur du faisceau
d (z), d (z)
x,u y,u
largeur de la plus petite fente alignée sur les axes
transversaux x ou y de la fonction de distribution de la densité de puissance (énergie), transmettant
u % de la puissance (l'énergie) totale du faisceau suivant x ou y
Note 1 à l'article: Pour les faisceaux gaussiens circulaires, d et d sont tout deux égaux à d .
x,95,4 y,95,4 86,5
Note 2 à l'article: Pour clarifier la définition, le terme «largeur du faisceau» est toujours utilisé en combinaison
avec le symbole et son indice approprié: d , d ou d , d .
σx σy x,u y,u
3.5.2
largeur du faisceau
d (z), d (z)
σx σy
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie)〉 largeur
définie en utilisant le moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance
(d'énergie) suivant x ou y
dz = 4σ z
() ()
σxx
dz = 4σ z
() ()
σ yy
où les moments de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance E(x, y, z) du
faisceau à la cote z sont donnés par
xx− zE⋅ xy,,zx⋅ddy
()() ()
∫∫
σ z =
()
x
Ex,,yz ⋅ddxy
()
∫∫
yy− zE⋅ xy,,zx⋅ddy
() ()
()
∫∫
σ z =
()
y
Ex,,yz ⋅ddxy
()
∫∫
où xx− z et yy− z sont les distances entre les coordonnées actuelles du point et le centre du
()() ()()
faisceau xz , yz
()() ()
Note 1 à l'article: Pour clarifier la définition, le terme «largeur du faisceau» est toujours utilisé en combinaison
avec le symbole et son indice approprié: d , d ou d , d .
σx σy x,u y,u
3.6 Aire de la section du faisceau
3.6.1
aire de la section du faisceau
A (z)
u
〈puissance (énergie) circulaire〉 la plus petite aire prise dans son intégralité contenant u % de la
puissance (énergie) totale du faisceau
Note 1 à l'article: Pour clarifier la définition, le terme «aire de la section du faisceau» est toujours utilisé en
combinaison avec le symbole et son indice approprié: A ou A .
u σ
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3.6.2
aire de la section du faisceau
A (z)
σ
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie)〉 aire d'un
faisceau de section circulaire
 π
Ad= ⋅ z
()
σσ 
 
ou section elliptique
 π
Ad= ⋅ zd⋅ z
() ()
σσ  xyσ
 
Note 1 à l'article: Pour clarifier la définition, le terme «aire de la section du faisceau» est toujours utilisé en
combinaison avec le symbole et son indice approprié: A ou A .
u σ
3.6.3
ellipticité du faisceau
ε(z)
paramètre permettant de quantifier la circularité ou la rectangularité d'une distribution de densité de
puissance (d'énergie) à la cote z
dz
()
σ y
ε z =
()
dz
()
σx
où la direction x est choisie le long de l'axe majeur de la distribution de sorte que dd≥
σσxy
Note 1 à l'article: Si ε ≥ 0,87, les distributions elliptiques peuvent être considérées comme étant de type circulaire.
Note 2 à l'article: Dans le cas d’une distribution rectangulaire, l’ellipticité est souvent désignée sous le nom de
rapport.
Note 3 à l'article: Contrairement à la définition donnée ci-dessus, dans la littérature, le terme «ellipticité» est
dz()
σ y
souvent associé à 1− . La définition donnée dans le présent document a été choisie pour être en accord
dz
()
σx
avec la même définition d'ellipticité donnée dans l'ISO 11146-1 et l'ISO 13694.
3.6.4
distribution de densité de puissance circulaire
distribution de densité de puissance ayant une ellipticité plus grande que 0,87
3.7 Col du faisceau
3.7.1
col du faisceau
valeur minimale locale pour le diamètre du faisceau ou la largeur du faisceau
3.7.2
position du col du faisceau
z , z , z
0x 0y 0
position où les largeurs de faisceau ou les diamètres de faisceau atteignent leurs valeurs minimales le
long de l'axe du faisceau
Note 1 à l'article: Un faisceau particulier peut avoir plusieurs positions de taille de faisceau.
3.7.3
séparation du col du faisceau astigmatique
Δz
a
distance axiale entre les positions des cols dans les plans principaux orthogonaux d'un faisceau
possédant un astigmatisme simple
Note 1 à l'article: La séparation du col du faisceau astigmatique est également connue sous le nom de «différence
astigmatique».
[SOURCE: ISO 15367:2003, 3.3.4, modifié — Dans le terme, «faisceau» a été ajouté.]
3.7.4
diamètre du col du faisceau
d
0,u
〈puissance (énergie) circulaire〉 diamètre d du faisceau au niveau du col
u
Note 1 à l'article: Pour clarifier la définition, le terme «diamètre du col du faisceau» est toujours utilisé en
combinaison avec le symbole et son indice approprié: d ou d .
0,u σ0
3.7.5
diamètre du col du faisceau
d
σ0
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie)〉 diamètre
d du faisceau au niveau du col
σ
Note 1 à l'article: Pour clarifier la définition, le terme «diamètre du col du faisceau» est toujours utilisé en
combinaison avec le symbole et son indice approprié: d ou d .
0,u σ0
3.7.6
rayon du col du faisceau
w
0,u
〈puissance (énergie) circulaire〉 rayon w du faisceau au niveau du col du faisceau, ce qui correspond à la
u
moitié du diamètre du col du faisceau d
0,u
Note 1 à l'article: Pour clarifier la définition, le terme «rayon du col du faisceau» est toujours utilisé en combinaison
avec le symbole et son indice approprié: w ou w .
0,u σ0
3.7.7
rayon du col du faisceau
w
σ,0
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie)〉 rayon w
σ
du faisceau au niveau du col du faisceau, ce qui correspond à la moitié du diamètre du col du faisceau d
σ0
Note 1 à l'article: Pour clarifier la définition, le terme «rayon du col du faisceau» est toujours utilisé en combinaison
avec le symbole et son indice approprié: w ou w .
0,u σ0
3.7.8
largeur du col du faisceau
d , d
x0,u y0,u
〈puissance (énergie) transmise par une fente〉 largeur du faisceau d ou d au niveau du col dans la
x,u y,u
direction x ou y, respectivement
Note 1 à l'article: Pour clarifier la définition, le terme «largeur du col du faisceau» est toujours utilisé en
combinaison avec le symbole et son indice approprié: d , d ou d , d .
x0,u y0,u σx0 σy0
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3.7.9
largeur du col du faisceau
d , d
σx0 σy0
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie)〉 largeur
du faisceau d ou d au niveau du col dans la direction x ou y, respectivement
σx σy
Note 1 à l'article: Pour clarifier la définition, le terme «largeur du col du faisceau» est toujours utilisé en
combinaison avec le symbole et son indice approprié: d , d ou d , d .
x0,u y0,u σx0 σy0
3.8 Divergence
3.8.1
angle de divergence
Θ , Θ , Θ
u x,u y,u
〈puissance (énergie) circulaire transmise par une fente〉 angle complet formé par l'enveloppe
asymptotique d'un faisceau divergent qui se propage avec un diamètre de faisceau croissant (largeur)
Note 1 à l'article: Pour les sections circulaires, l'angle de divergence Θ est déterminé à partir du diamètre de
u
faisceau d . Pour les sections non circulaires, les angles de divergence Θ et Θ sont déterminés séparément à
u x,u y,u
partir des largeurs de faisceau respectives dans les directions x et y,, d et d .
x,u y,u
Note 2 à l'article: Pour les spécifications d’angles de divergence, les indices sont utilisés pour indiquer le diamètre
(la largeur).
EXEMPLE Θ indique que la largeur du faisceau est d .
x,50 x,50
Note 3 à l'article: La définition des systèmes de coordonnées de coordonnées décrits ici ai
...