ISO 11145:2016
(Main)Optics and photonics — Lasers and laser-related equipment — Vocabulary and symbols
Optics and photonics — Lasers and laser-related equipment — Vocabulary and symbols
ISO 11145:2016 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 International Standard 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
ISO 11145:2016 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 la présente Norme internationale 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.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11145
Fourth edition
2016-03-01
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 11145:2016(E)
©
ISO 2016
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11145:2016(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2016, Published in Switzerland
All rights reserved. Unless otherwise specified, 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 below or ISO’s member body in the country of
the requester.
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www.iso.org
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ISO 11145:2016(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Symbols and units of measurement . 1
3 Terms and definitions . 2
3.1 Beam axis . 3
3.2 Beam cross-sectional area . 3
3.3 Beam diameter . 3
3.4 Beam radius . 4
3.5 Beam widths. 5
3.11 Beam waist diameters . 7
3.12 Beam waist radius . 7
3.13 Beam waist widths . . 7
3.14 Beam waist separation . 8
3.19 Divergence angles . 9
Annex A (informative) Explanation of the difference in terminology between IEC 60825-1
and ISO 11145 .15
Annex B (informative) List of symbols .16
Annex C (informative) Alphabetical index .17
Bibliography .19
© ISO 2016 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 11145:2016(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.
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 on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 172, Optics and photonics, Subcommittee SC 9,
Electro-optical systems.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 11145:2006) which has been technically
revised with the following changes:
a) in 3.5.3, a formula for beam ellipticity has been added;
b) in 3.53, the definition of relative intensity noise has been revised and a formula was added.
iv © ISO 2016 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 11145:2016(E)
Optics and photonics — Lasers and laser-related
equipment — Vocabulary and symbols
1 Scope
This International Standard 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 International Standard 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 Symbols and units of measurement
2.1 The spatial distribution of power (energy) density of a laser beam does not always have circular
symmetry. Therefore, all terms related to these distributions are split into those for beams with circular
and those with non-circular cross-sections. 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 have to be given.
x y
2.2 The spatial distributions of laser beams do not have sharp edges. Therefore, it is necessary to
define the power (energy) values to which the spatial terms refer. Depending on the application, different
2
cut-off values can be chosen (for example 1/e, 1/e , 1/10 of peak value).
To clarify this situation, this International Standard uses the subscript u for all related terms to denote
the percentage of the total beam power (energy) taken into account for a given parameter.
NOTE For the same power (energy) content, beam width d and beam diameter d (= 2w ) can differ for the
x,u u u
same value of u (for example, for a circularly symmetric Gaussian beam d is equal to d ).
86,5 x,95,4
Table 1 lists symbols and units which are defined in detail in Clause 3.
Table 1 — Symbols and units of measurement
Symbol Unit Term
2
A or A m Beam cross-sectional area
u σ
d or d m Beam diameter
u σ
d or d m Beam width in x-direction
x,u σx
d or d m Beam width in y-direction
y,u σy
d or d m Beam waist diameter
0,u σ0
d ·Θ /4 rad m Beam parameter product
σ0 σ
2
E or E W/m Average power density
u σ
f Hz Pulse repetition rate
p
2
H or H J/m Average energy density
u σ
K 1 Beam propagation factor
l m Coherence length
c
2
M 1 Beam propagation ratio
p 1 Degree of linear polarization
P W Cw-power
© ISO 2016 – All rights reserved 1
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ISO 11145:2016(E)
Table 1 (continued)
Symbol Unit Term
P W Average power
av
P W Pulse power
H
P W Peak power
pk
Q J Pulse energy
−1
R( f ) Hz or dB/Hz Relative intensity noise, RIN
w or w m Beam radius
u σ
w or w m Beam waist radius
0,u σ0
z m Rayleigh length
R
Δϑ m Misalignment angle
Δλ m Spectral bandwidth in terms of wavelength
Spectral bandwidth in terms of optical
Δν Hz
frequency
Δ (z′) m Beam positional stability in x-direction
x
Δ (z′) m Beam positional stability in y-direction
y
Δz m Astigmatic waist separation
a
Δz 1 Relative astigmatic waist separation
r
ε 1 Ellipticity of a power density distribution
η 1 Laser efficiency
L
η 1 Quantum efficiency
Q
η 1 Device efficiency
T
Θ or Θ rad Divergence angle
u σ
Θ or Θ rad Divergence angle for x-direction
x,u σx
Θ or Θ rad Divergence angle for y-direction
y,u σy
λ m Wavelength
τ s Pulse duration
H
τ s 10 %-pulse duration
10
τ s Coherence time
c
−1
NOTE R( f ) expressed in dB/Hz equals 10 log R( f ) with R( f ) given in Hz .
10
When stating quantities marked by an index “u”, “u” shall always be replaced by the concrete number,
e.g. A for u = 90 %.
90
In contrast to these 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 moment of the power
(energy) density distribution function (see 3.5.2). Only beam propagation ratios based on beam widths
and divergence angles derived from the second moments of the power (energy) density distribution
function allow calculation of the beam propagation. Quantities based on the second moment are marked
by a subscript “σ”.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 11145:2016(E)
3.1 Beam axis
3.1.1
beam axis
straight line connecting the centroids defined by the first spatial moment of the cross-sectional
profile of power (energy) at successive positions in the direction of propagation of the beam in a
homogeneous medium
3.1.2
misalignment angle
Δϑ
deviation of the beam axis from the mechanical axis defined by the manufacturer
3.2 Beam cross-sectional area
3.2.1
beam cross-sectional area
A
u
〈encircled power (energy)〉 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
3.2.2
beam cross-sectional area
A
σ
〈second moment of power (energy) density distribution function〉 area of a beam with circular
cross-section
2
π× d /4
σ
or elliptical cross-section
π ⋅⋅dd / 4
()
σσxy
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
3.3 Beam diameter
3.3.1
beam diameter
d
u
〈encircled power (energy)〉 smallest 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
σ
〈second moment of power (energy) density distribution function〉 smallest diameter of a circular
aperture in a plane perpendicular to the beam axis, defined as
dz = 22σ z
() ()
σ
© ISO 2016 – All rights reserved 3
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ISO 11145:2016(E)
where the second moment of the power density distribution function E(x,y,z) of the beam at the location
z is given by
2
rE⋅⋅(,rzϕϕ,) rrdd
∫∫
2
σ z =
()
Er(,ϕϕ,)zr⋅ ddr
∫∫
where
r
is the distance to the centroid xy,
()
φ is the azimuth angle
and where the first moments give the coordinates of the centroid, i.e.
xE⋅ (,xy,)zxddy
∫∫
x =
Ex(, yz,)ddxy
∫∫
yE⋅ (,xy,)zxddy
∫∫
y =
Ex(, yz,)ddxy
∫∫
Note 1 to entry: In principle, integration has to be carried out over the whole xy plane. In practice, the integration
has to be performed over an area such that at least 99 % of the beam power (energy) is captured.
Note 2 to entry: The power density E has to be replaced by the energy density H for pulsed lasers.
Note 3 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
u
〈encircled power (energy)〉 smallest radius of an 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
3.4.2
beam radius
w
σ
〈second moment of power (energy) density distribution function〉 smallest radius of an aperture in a
plane perpendicular to the beam axis, defined as
wz = 2σ z
() ()
σ
2
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
4 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 11145:2016(E)
3.5 Beam widths
3.5.1
beam widths
d , d
x,u y,u
〈encircled power (energy)〉 width of the smallest slit transmitting u % of the total beam power (energy)
in two preferential orthogonal directions x and y which are perpendicular to the beam axis
Note 1 to entry: The preferential directions are given by the smallest beam width and the orthogonal direction.
Note 2 to entry: For circular Gaussian beams, d equals d .
x,95,4 86,5
Note 3 to entry: For clarity, the term “beam widths” 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 widths
d , d
σx σy
〈second moment of power (energy) density distribution function〉 width of the smallest slit in two
preferential orthogonal directions x and y which are perpendicular to the beam axis, defined as
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 the
location z are given by
2
()xx−⋅Ex(,, yz)ddxy
∫∫
2
σ z =
()
x
Ex(, yz,)ddxy
∫∫
2
()yy−⋅Ex(, yz,)ddxy
∫∫
2
σ z =
()
y
Ex(, yz,)ddxy
∫∫
where xx− and yy− are the distances to the centroid xy, and where the first moments give
() () ()
the coordinates of the centroid, i.e
xE⋅ (,xy,)zxddy
∫∫
x =
Ex(, yz,)ddxy
∫∫
yE⋅ (,xy,)zxddy
∫∫
y =
Ex(, yz,)ddxy
∫∫
Note 1 to entry: In principle, integration has to be carried out over the whole xy plane. In practice, the integration
has to be performed over an area such that at least 99 % of the beam power (energy) are captured.
Note 2 to entry: The power density E has to be replaced by the energy density H for pulsed lasers.
Note 3 to entry: For clarity, the term “beam widths” is always used in combination with the symbol and its
appropriate subscripts: d , d or d , d .
σx σy x,u y,u
© ISO 2016 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 11145:2016(E)
3.5.3
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
Note 1 to entry: The direction of x is chosen to be along the major axis of the distribution so dd³ .
σσxy
Note 2 to entry: If ε³08, 7 , elliptical distributions can be regarded as circular. In case of a rectangular beam
profile, ellipticity is often referred to as aspect ratio.
3.5.4
circular power density distribution
power density distribution having an ellipticity greater than 0,87
[SOURCE: ISO 11146-1:2005, 3.7]
3.6
beam parameter product
product of the beam waist diameter and the divergence angle divided by 4
d ×Θ /4
σσ0
Note 1 to entry: Beam parameter products for elliptical beams can be given separately for the principal axes of
the power (energy) distribution.
3.7
beam propagation ratio
2
M
DEPRECATED: beam propagation factor
K
measure of how close the beam parameter product is to the diffraction limit of a perfect Gaussian beam
d Θ
1 π
2
σσ0
M == ×
K λ 4
Note 1 to entry: This is equal to the ratio of the beam parameter products for the actual modes of the laser and
the fundamental Gaussian mode (TEM ).
00
Note 2 to entry: The beam propagation ratio is unity for a theoretically perfect Gaussian beam, and has a value
greater than one for any real beam.
2
Note 3 to entry: It is preferable to use M because K is the symbol for the deprecated term and future editions will
no longer use the term “beam propagation factor”.
3.8
beam position
displacement of the beam axis relative to the fixed mechanical axis of an optical system at a specified
plane perpendicular to the mechanical axis of the optical system
Note 1 to entry: The mechanical axis is given by the straight line joining the centroids of the limiting apertures.
6 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 11145:2016(E)
3.9
beam positional stability
Δ (z’), Δ (z’)
x y
four times the standard deviation of the measured beam positional movement at plane z′
[SOURCE: ISO 11670:2003, 3.6]
Note 1 to entry: These quantities are defined in the beam axis system x,y,z.
3.10
beam waist
portion of a beam where the beam diameter or beam width takes local minimum
3.11 Beam waist diameters
3.11.1
beam waist diameter
d
0,u
〈encircled power (energy)〉 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
3.11.2
beam waist diameter
d
σ0
〈second moment of power (energy) density distribution function〉 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
3.12 Beam waist radius
3.12.1
beam waist radius
w
0,u
〈encircled power (energy)〉 radius w of the beam at the location of the beam waist
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
3.12.2
beam waist radius
w
σ0
〈second moment of power (energy) density distribution function〉 radius w of the beam at the location
σ
of
...
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 11145
ISO/TC 172/SC 9
Optics and photonics — Lasers
Secretariat: DIN
and laser-related equipment —
Voting begins
on: 2015-06-18 Vocabulary and symbols
Voting terminates
Optique et photonique — Lasers et équipements associés aux lasers
on: 2015-08-18
— Vocabulaire et symboles
Please see the administrative notes on page iii
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO
ISO/FDIS 11145:2015(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
©
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 11145:2015(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2015
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
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ii © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/FDIS 11145:2015(E)
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
This final draft has been developed within the International Organization for Standardization (ISO), and pro
cessed under the ISO-lead mode of collaboration as defined in the Vienna Agreement. The final draft was
established on the basis of comments received during a parallel enquiry on the draft.
This final draft is hereby submitted to the ISO member bodies and to the CEN member bodies for a parallel
twomonth approval vote in ISO and formal vote in CEN.
Positive votes shall not be accompanied by comments.
Negative votes shall be accompanied by the relevant technical reasons.
© ISO 2015 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 11145:2015(E)
Contents Page
Foreword .v
1 Scope . 1
2 Symbols and units of measurement . 1
3 Terms and definitions . 2
3.1 Beam axis . 3
3.2 Beam crosssectional area . 3
3.3 Beam diameter . 3
3.4 Beam radius . 4
3.5 Beam widths. 5
3.11 Beam waist diameters . 7
3.12 Beam waist radius . 7
3.13 Beam waist widths . . 7
3.14 Beam waist separation . 8
3.19 Divergence angles . 9
Annex A (informative) Explanation of the difference in terminology between IEC 60825-1
and ISO 11145 .15
Annex B (informative) List of symbols .16
Annex C (informative) Alphabetical index .17
Annex ZA (informative) Relationship between this European Standard and the Essential
Requirements of EU Directive 2006/42/EC on machinery.20
Bibliography .21
iv © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/FDIS 11145:2015(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.
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 on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 172, Optics and photonics, Subcommittee SC 9,
Electro-optical systems.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 11145:2006) which has been technically
revised with the following changes:
a) in 3.5.3, a formula for beam ellipticity has been added;
b) in 3.53, the definition of relative intensity noise has been revised and a formula was added.
© ISO 2015 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 11145:2015(E)
Optics and photonics — Lasers and laser-related
equipment — Vocabulary and symbols
1 Scope
This International Standard 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 laseroriented product properties.
NOTE The laser hierarchical vocabulary laid down in this International Standard 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 Symbols and units of measurement
2.1 The spatial distribution of power (energy) density of a laser beam does not always have circular
symmetry. Therefore, all terms related to these distributions are split into those for beams with circular
and those with non-circular cross-sections. A circular beam is characterized by its radius, w, or diameter,
d. For a noncircular beam, the beam widths, d and d , for two orthogonal directions have to be given.
x y
2.2 The spatial distributions of laser beams do not have sharp edges. Therefore, it is necessary to define
the power (energy) values to which the spatial terms refer. Depending on the application, different cut-off
values can be chosen (for example 1/e, 1/e2, 1/10 of peak value).
To clarify this situation, this International Standard uses the subscript u for all related terms to denote
the percentage of the total beam power (energy) taken into account for a given parameter.
NOTE For the same power (energy) content, beam width d and beam diameter d (= 2w ) may differ for the
x,u u u
same value of u (for example, for a circularly symmetric Gaussian beam d is equal to d ).
86,5 x,95,4
Table 1 lists symbols and units which are defined in detail in Clause 3.
Table 1 — Symbols and units of measurement
Symbol Unit Term
2
A or A m Beam crosssectional area
u σ
d or d m Beam diameter
u σ
d or d m Beam width in xdirection
x,u σx
d or d m Beam width in ydirection
y,u σy
d or d m Beam waist diameter
0,u σ0
d ·Θ /4 rad m Beam parameter product
σ0 σ
2
E or E W/m Average power density
u σ
f Hz Pulse repetition rate
p
2
H or H J/m Average energy density
u σ
K 1 Beam propagation factor
l m Coherence length
c
2
M 1 Beam propagation ratio
p 1 Degree of linear polarization
© ISO 2015 – All rights reserved 1
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ISO/FDIS 11145:2015(E)
Table 1 (continued)
Symbol Unit Term
P W Cwpower
P W Average power
av
P W Pulse power
H
P W Peak power
pk
Q J Pulse energy
−1
R( f ) Hz or dB/Hz Relative intensity noise, RIN
w or w m Beam radius
u σ
w or w m Beam waist radius
0,u σ0
z m Rayleigh length
R
Δϑ m Misalignment angle
Δλ m Spectral bandwidth in terms of wavelength
Δν Hz Spectral bandwidth in terms of optical frequency
Δ (z′) m Beam positional stability in xdirection
x
Δ (z′) m Beam positional stability in ydirection
y
Δz m Astigmatic waist separation
a
Δz 1 Relative astigmatic waist separation
r
ε 1 Ellipticity of a power density distribution
η 1 Laser efficiency
L
η 1 Quantum efficiency
Q
η 1 Device efficiency
T
Θ or Θ rad Divergence angle
u σ
Θ or Θ rad Divergence angle for xdirection
x,u σx
Θ or Θ rad Divergence angle for ydirection
y,u σy
λ m Wavelength
τ s Pulse duration
H
τ s 10 %pulse duration
10
τ s Coherence time
c
−1
NOTE R( f ) expressed in dB/Hz equals 10 lg R( f ) with R( f ) given in Hz .
When stating quantities marked by an index “u”, “u” shall always be replaced by the concrete number,
e.g. A for u = 90 %.
90
In contrast to these 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 moment of the power
(energy) density distribution function (see 3.5.2). Only beam propagation ratios based on beam widths
and divergence angles derived from the second moments of the power (energy) density distribution
function allow calculation of the beam propagation. Quantities based on the second moment are marked
by a subscript “σ”.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/FDIS 11145:2015(E)
3.1 Beam axis
3.1.1
beam axis
straight line connecting the centroids defined by the first spatial moment of the cross-sectional profile
of power (energy) at successive positions in the direction of propagation of the beam in a homogeneous
medium
3.1.2
misalignment angle
Δϑ
deviation of the beam axis from the mechanical axis defined by the manufacturer
3.2 Beam cross-sectional area
3.2.1
beam cross-sectional area
A
u
〈encircled power (energy)〉 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 s
3.2.2
beam cross-sectional area
A
σ
〈second moment of power (energy) density distribution function〉 area of a beam with circular cross-
section
2
π⋅ d /4
σ
or elliptical crosssection
π⋅⋅dd / 4
()
σσxy
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 s
3.3 Beam diameter
3.3.1
beam diameter
d
u
〈encircled power (energy)〉 smallest 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 s
3.3.2
beam diameter
d
σ
〈second moment of power (energy) density distribution function〉 smallest diameter of a circular
aperture in a plane perpendicular to the beam axis, defined as
dz = 22σ z
() ()
σ
© ISO 2015 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/FDIS 11145:2015(E)
where the second moment of the power density distribution function E(x,y,z) of the beam at the location
z is given by
2
rE⋅⋅(,rzϕϕ,) rrdd
∫∫
2
σ z =
()
Er(,ϕϕ,)zr⋅ ddr
∫∫
where
r
is the distance to the centroid xy,
()
φ is the azimuth angle
and where the first moments give the coordinates of the centroid, i.e.
xE⋅ (,xy,)zxddy
∫∫
x =
Ex(,yz,)ddxy
∫∫
yE⋅ (,xy,)zxddy
∫∫
y=
Ex(,yz,)ddxy
∫∫
Note 1 to entry: In principle, integration has to be carried out over the whole xy plane. In practice, the integration
has to be performed over an area such that at least 99 % of the beam power (energy) is captured.
Note 2 to entry: The power density E has to be replaced by the energy density H for pulsed lasers.
Note 3 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
u
〈encircled power (energy)〉 smallest radius of an 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
3.4.2
beam radius
w
σ
〈second moment of power (energy) density distribution function〉 smallest radius of an aperture in a
plane perpendicular to the beam axis, defined as
wz = 2σ z
() ()
σ
2
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
4 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/FDIS 11145:2015(E)
3.5 Beam widths
3.5.1
beam widths
d , d
x,u y,u
〈encircled power (energy)〉 width of the smallest slit transmitting u % of the total beam power (energy)
in two preferential orthogonal directions x and y which are perpendicular to the beam axis
Note 1 to entry: The preferential directions are given by the smallest beam width and the orthogonal direction.
Note 2 to entry: For circular Gaussian beams, d equals d .
x,95,4 86,5
Note 3 to entry: For clarity, the term “beam widths” 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 widths
d , d
σx σy
〈second moment of power (energy) density distribution function〉 width of the smallest slit in two
preferential orthogonal directions x and y which are perpendicular to the beam axis, defined as
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 the location
z are given by
2
()xx−⋅Ex(,,yz)ddxy
∫∫
2
σ z =
()
x
Ex(,yz,)ddxy
∫∫
2
()yy−⋅Ex(,yz,)ddxy
∫∫
2
σ z =
()
y
Ex(,yz,)ddxy
∫∫
where xx− and yy− are the distances to the centroid xy, and where the first moments give
() () ()
the coordinates of the centroid, i.e
xE⋅ (,xy,)zxddy
∫∫
x =
Ex(,yz,)ddxy
∫∫
yE⋅ (,xy,)zxddy
∫∫
y=
Ex(,yz,)ddxy
∫∫
Note 1 to entry: In principle, integration has to be carried out over the whole xy plane. In practice, the integration
has to be performed over an area such that at least 99 % of the beam power (energy) are captured.
Note 2 to entry: The power density E has to be replaced by the energy density H for pulsed lasers.
Note 3 to entry: For clarity, the term “beam widths” is always used in combination with the symbol and its
appropriate subscripts: d , d or d , d .
σx σy x,u y,u
© ISO 2015 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/FDIS 11145:2015(E)
3.5.3
beam ellipticity
ε()z
parameter for quantifying the circularity or squareness of a power [energy] distribution at z beam
dz()
σ y
ellipticity ε()z = where the direction of x is chosen to be along the major axis of the distribution
dz()
σx
so dd≥
σσxy
Note 1 to entry: If ε ≥08, 7 elliptical distributions can be regarded as circular. In case of a rectangular beam
profile, ellipticity is often referred to as aspect ratio.
Note 2 to entry: Technically identical with ISO 11146-1 and ISO 13694.
3.5.4
circular power density distribution
power density distribution having an ellipticity greater than 0,87
[SOURCE: ISO 11146-1:2005, 3.7]
3.6
beam parameter product
product of the beam waist diameter and the divergence angle divided by 4
d ⋅Θ /4
σσ0
Note 1 to entry: Beam parameter products for elliptical beams can be given separately for the principal axes of
the power (energy) distribution.
3.7
beam propagation ratio
2
M
DEPRECATED: beam propagation factor
K
measure of how close the beam parameter product is to the diffraction limit of a perfect Gaussian beam
d Θ
1 π
2
σσ0
M == ×
K λ 4
Note 1 to entry: This is equal to the ratio of the beam parameter products for the actual modes of the laser and the
fundamental Gaussian mode (TEM ).
00
Note 2 to entry: The beam propagation ratio is unity for a theoretically perfect Gaussian beam, and has a value
greater than one for any real beam.
2
Note 3 to entry: It is preferable to use M because K is the symbol for the duplicated term and future editions will
no longer use the term “beam propagation factor”.
3.8
beam position
displacement of the beam axis relative to the fixed mechanical axis of an optical system at a specified
plane perpendicular to the mechanical axis of the optical system
Note 1 to entry: The mechanical axis is given by the straight line joining the centroids of the limiting apertures.
6 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/FDIS 11145:2015(E)
3.9
beam positional stability
Δ (z’), Δ (z’)
x y
four times the standard deviation of the measured beam positional movement at plane z′
[SOURCE: ISO 11670:2003, 3.6]
Note 1 to entry: These quantities are defined in the beam axis system x,y,z.
3.10
beam waist
portion of a beam where the beam diameter or beam width takes local minimum
3.11 Beam waist diameters
3.11.1
beam waist diameter
d
0,u
〈encircled power (energy)〉 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
3.11.2
beam waist diameter
d
σ0
〈second moment of power (energy) density distribution function〉 diameter d of the beam at the location
σ
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
3.12 Beam waist radius
3.12.1
beam waist radius
w
0,u
〈encircled power (energy)〉 radius w of the beam at the location of the beam waist
u
Note 1 to entry: For clarity, t
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11145
Quatrième édition
2016-03-01
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 11145:2016(F)
©
ISO 2016
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ISO 11145:2016(F)
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
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Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. +41 22 749 01 11
Fax +41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.org
ii © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 11145:2016(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Symboles et unités de mesure . 1
3 Termes et définitions . 3
3.1 Axe du faisceau. 3
3.2 Aire de la section du faisceau . 3
3.3 Diamètre du faisceau . 3
3.4 Rayon du faisceau . 4
3.5 Largeurs du faisceau . 5
3.11 Diamètre du col du faisceau . 7
3.12 Rayon du col du faisceau . 7
3.13 Largeur du col du faisceau . 7
3.14 Séparation du col du faisceau . 8
3.19 Angle de divergence . 9
Annexe A (informative) Explication des différences entre la terminologie de l’IEC 60825-1
et celle de l’ISO 11145 .16
Annexe B (informative) Liste de symboles .17
Annexe C (informative) Index alphabétique .18
Bibliographie .20
© ISO 2016 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 11145:2016(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 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 appelée 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 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’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité technique responsable de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 172, Optique et
photonique, sous-comité SC 9, Systèmes électro-optiques.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 11145:2006), qui a été
techniquement révisée avec les modifications suivantes:
a) en 3.5.3, une formule pour l’ellipticité du faisceau a été ajoutée;
b) en 3.53, la définition de l’intensité relative du bruit a été révisée et une formule a été ajoutée.
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 11145:2016(F)
Optique et photonique — Lasers et équipements associés
aux lasers — Vocabulaire et symboles
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale 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 la présente Norme internationale 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 Symboles et unités de mesure
2.1 Les distributions spatiales des densités de puissance (d’énergie) des faisceaux laser ne comportent
pas toujours de symétrie circulaire. C’est pourquoi, pour tous les termes relatifs à ces distributions, deux
séries de définitions sont prévues suivant que la section de faisceau est 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 être données.
x y
2.2 Les distributions spatiales des faisceaux laser n’ont pas de contour bien défini. C’est pourquoi il
est nécessaire de préciser à quelles valeurs de puissance (d’énergie) les grandeurs spatiales se réfèrent.
2
Suivant l’application, différentes valeurs de coupure peuvent être choisies (par exemple 1/e, 1/e , 1/10
de la valeur crête).
À des fins de clarification, la présente Norme internationale utilise l’indice u pour tous les termes
concernés, afin d’indiquer le pourcentage de puissance (d’énergie) totale prise en compte pour un
paramètre donné.
NOTE Pour la même quantité de puissance (d’énergie), la largeur de faisceau d et le diamètre de faisceau d
x,u u
(= 2w ) peuvent différer pour la même valeur de u (par exemple, pour un faisceau gaussien à symétrie circulaire,
u
d est égal à d ).
86,5 x,95,4
Dans le Tableau 1 sont donnés les symboles et unités définis en détail dans l’Article 3.
Table 1 — Symboles et unités de mesure
Symbole Unité Terme
2
A ou A m Aire de la section du faisceau
u σ
d ou d m Diamètre du faisceau
u σ
d ou d m Largeur du faisceau dans la direction x
x,u σ x
d ou d m Largeur du faisceau dans la direction y
y,u σ y
d ou d m Diamètre du col du faisceau
0,u σ 0
d ·Θ /4 rad m Produit caractéristique du faisceau
σ0 σ
2
E ou E W/m Densité de puissance moyenne
u σ
f Hz Fréquence de répétition des impulsions
p
2
H ou H J/m Densité d’énergie moyenne
u σ
K 1 Facteur de propagation du faisceau
© ISO 2016 – Tous droits réservés 1
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ISO 11145:2016(F)
Table 1 (suite)
Symbole Unité Terme
l m Longueur de cohérence
c
2
M 1 Facteur de limite de diffraction
p 1 Degré de polarisation rectiligne
P W Puissance continue
P W Puissance moyenne
av
P W Puissance d’impulsion
H
P W Puissance crête
pk
Q J Energie d’impulsion
−1
R( f ) Hz ou dB/Hz Intensité relative du bruit, RIN
w ou w m Rayon du faisceau
u σ
w ou Rayon du col du faisceau
0,u
m
w
σ 0
z m Longueur de Rayleigh
R
Δϑ m Angle de désalignement
Δλ m Largeur spectrale en termes de longueur d’onde
Δν Hz Largeur spectrale en termes de fréquence optique
Δ (z’) m Stabilité de position du faisceau dans la direction x
x
Δ (z’) m Stabilité de position du faisceau dans la direction y
y
Δz m Séparation du col astigmatique
a
Δz 1 Séparation du col astigmatique relative
r
Ellipticité d’une distribution de densité de
ε 1
puissance
η 1 Rendement du laser
L
η 1 Rendement optique
Q
η 1 Rendement de la source
T
Θ ou Θ rad Angle de divergence
u σ
Θ ou Θ rad Angle de divergence dans la direction x
x,u σ x
Θ ou Θ rad Angle de divergence dans la direction y
y,u σ y
λ m Longueur d’onde
τ s Durée impulsion
H
τ s Durée d’impulsion à 10 %
10
τ s Temps de cohérence
c
-1
NOTE R( f ) exprimé en dB/Hz est égal à 10 log R( f ) avec R( f ) donné en Hz .
10
Lors de l’utilisation des grandeurs indiquées par l’indice “u”, “u” doit toujours être remplacé par un
nombre, par exemple, A pour u = 90 %.
90
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 second moment de la fonction de distribution de la densité de puissance (d’énergie) (voir
3.5.2). Seuls les rapports de propagation de faisceau basés sur les largeurs de faisceau et les 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. Les grandeurs basées sur le
second moment sont signalées par la lettre grecque sigma “σ” en indice.
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ISO 11145:2016(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1 Axe du faisceau
3.1.1
axe du faisceau
droite reliant les points dont les positions sont définies par le moment spatial d’ordre 1 du profil de la
puissance (l’énergie) dans des plans de section successifs suivant la direction de propagation dans un
milieu homogène
3.1.2
angle de désalignement
Δϑ
écart entre l’axe du faisceau et l’axe mécanique défini par le fabricant
3.2 Aire de la section du faisceau
3.2.1
aire de la section du faisceau
A
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 utilise en
combinaison avec le symbole et son indice approprié: A ou A .
u σ
3.2.2
aire de la section du faisceau
A
σ
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d’énergie)〉 aire d’un
faisceau de section circulaire
2
π× d /4
σ
ou elliptique
π ⋅⋅dd / 4
()
σσxy
Note 1 à l’article: Pour clarifier la définition, le terme “aire de la section du faisceau” est toujours utilise en
combinaison avec le symbole et son indice approprié: A ou A .
u σ
3.3 Diamètre du faisceau
3.3.1
diamètre du faisceau
d
u
〈puissance (énergie) circulaire〉 le plus petit diamètre d’une ouverture 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
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ISO 11145:2016(F)
3.3.2
diamètre du faisceau
d
σ
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d’énergie)〉 le plus
petit diamètre d’une ouverture circulaire dans un plan perpendiculaire à l’axe du faisceau défini comme
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
à la position z est donnée par
2
rE⋅⋅(,rzϕϕ,) rrdd
∫∫
2
σ z =
()
Er(,ϕϕ,)zr⋅ ddr
∫∫
où
r
est la distance au centre xy,
()
φ est l’angle azimutal
et où les moments de premier ordre donnent les coordonnées du centre, c’est-à-dire
xE⋅ (,xy,)zxddy
∫∫
x =
Ex(, yz,)ddxy
∫∫
yE⋅ (,xy,)zxddy
∫∫
y =
Ex(, yz,)ddxy
∫∫
Note 1 à l’article: En principe, l’intégration doit être effectuée sur le plan xy dans son intégralité. En pratique,
l’intégration doit être réalisée sur une surface telle que 99 % de la puissance (énergie) du faisceau soit prise
en compte.
Note 2 à l’article: La densité de puissance E doit être remplacée par la densité d’énergie H pour les lasers
impulsionnels.
Note 3 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 s
3.4 Rayon du faisceau
3.4.1
rayon du faisceau
w
u
〈puissance (énergie) circulaire〉 le plus petit rayon d’une ouverture dans un plan perpendiculaire à l’axe
du faisceau renfermant u % de la puissance (énergie) totale du faisceau
Note 1 à l’article: à l’Article Pour clarifier la définition, le terme “rayon du faisceau” est toujours utilise en
combinaison avec le symbole et son indice approprié: w ou w .
u s
3.4.2
rayon du faisceau
w
σ
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (énergie)〉 le plus
petit rayon d’une ouverture dans un plan perpendiculaire à l’axe du faisceau défini comme
wz = 2σ z
() ()
σ
4 © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 11145:2016(F)
2
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 utilise en combinaison avec
le symbole et son indice approprié: w ou w .
u s
3.5 Largeurs du faisceau
3.5.1
largeurs du faisceau
d , d
x,u y,u
〈puissance (énergie) circulaire〉 largeur de la plus petite fente transmettant u % de la puissance
(l’énergie) totale du faisceau suivant deux x et y, orthogonales entre elles et perpendiculaires à l’axe du
faisceau
Note 1 à l’article: Les directions préférentielles sont données par la plus petite largeur de faisceau et la direction
orthogonale.
Note 2 à l’article: Pour les faisceaux gaussiens circulaires, d est égal à d .
x,95,4 86,5
Note 3 à l’article: Pour clarifier la définition, le terme “largeurs 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
largeurs du faisceau
d , d
σx σy
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d’énergie)〉 la plus
petite largeur de fente dans deux directions orthogonales préférentiels x et y qui sont perpendiculaires
à l’axe des largeurs du faisceau définis comme
dz = 4σ z
() ()
σxx
dz = 4σ z
() ()
σ yy
où les moments de second ordre de la fonction de distribution de densité de puissance E(x, y, z) du
faisceau à la position z sont donnés par
2
()xx−⋅Ex(,, yz)ddxy
∫∫
2
σ z =
()
x
Ex(, yz,)ddxy
∫∫
2
()yy−⋅Ex(, yz,)ddxy
∫∫
2
σ z =
()
y
Ex(, yz,)ddxy
∫∫
où xx− et yy− sont les distances par rapport au centre xy, et où les moments de premier
() () ()
ordre donnent les coordonnées du centre, c’est-à-dire
xE⋅ (,xy,)zxddy
∫∫
x =
Ex(, yz,)ddxy
∫∫
yE⋅ (,xy,)zxddy
∫∫
y =
Ex(, yz,)ddxy
∫∫
Note 1 à l’article: En principe, l’intégration doit être effectuée sur le plan xy dans son intégralité. En pratique,
l’intégration doit être réalisé sur une surface telle que 99 % de la puissance (énergie) du faisceau soit prise
en compte.
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ISO 11145:2016(F)
Note 2 à l’article: La densité de puissance E doit être remplacée par la densité H pour les lasers impulsionnels.
Note 3 à l’article: Pour clarifier la définition, le terme “largeurs du faisceau” est toujours utilise en combinaison
avec le symbole et son indice approprié: d , d ou d , d .
σx σy x,u y,u
3.5.3
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
Note 1 à l’article: La direction x est choisie le long de l’axe majeur de la distribution ainsi d ≥ d .
σx σy
Note 2 à l’article: Si ε ≥ 0,87, les distributions elliptiques peuvent être considérées comme étant de type circulaire.
Dans le cas d’un faisceau rectangulaire, l’ellipticité est souvent désignée sous le nom de rapport.
3.5.4
distribution de densité de puissance
distribution de densité de puissance ayant une ellipticité plus grande que 0,87
[SOURCE: ISO 11146-1:2005, 3.7]
3.6
produit caractéristique du faisceau
produit du diamètre du col du faisceau par l’angle de divergence divisé par 4
d ×Θ /4
σσ0
Note 1 à l’article: Les produits caractéristiques du faisceau pour les faisceaux elliptiques peuvent être donnés
séparément pour les axes principaux de la distribution de puissance (d’énergie).
3.7
facteur de limite de diffraction
2
M
DECONSEILLÉ: facteur de propagation du faisceau
K
mesure de l’étroitesse de l’accord entre le produit caractéristique du faisceau et la limite de diffraction
pour un faisceau gaussien parfait
d Θ
1 π
2
σσ0
M == ×
K λ 4
Note 1 à l’article: Celui-ci est égal au quotient des produits caractéristiques du faisceau, les modes réels du laser
et pour le mode gaussien fondamental (TEM ).
00
Note 2 à l’article: Le facteur de limite de diffraction est égal à l’unité pour un faisceau gaussien théoriquement
parfait et à une valeur comprise entre 0 et 1 pour un faisceau réel quelconque.
2
Note 3 à l’article: L’utilisation de M est préférable à celle de K, qui est le symbole du terme déconseillé, car de
futures éditions n’utiliseront pas le terme “facteur de propagation du faisceau”.
3.8
position du faisceau
décalage de l’axe du faisceau par rapport à l’axe mécanique fixe d’un système optique dans un plan
spécifié perpendiculaire à l’axe mécanique du système optique
Note 1 à l’article: Cet axe mécanique correspond à la droite joignant les centres des ouvertures utiles.
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ISO 11145:2016(F)
3.9
stabilité de position du faisceau
Δ (z’), Δ (z’)
x y
quatre fois l’écart du mouvement de visée du faisceau mesuré dans le plan z′
[SOURCE: ISO 11670:2003, 3.6]
Note 1 à l’article: Ces grandeurs sont définies dans le système lié au faisceau x,y,z.
3.10
col du faisceau
valeur minimale locale pour le diamètre du faisceau ou la largeur du faisceau
3.11 Diamètre du col du faisceau
3.11.1
diamètre du col du faisceau
d
0,u
〈puissance (énergie) circulaire〉 diamètre d du faisceau au niveau du col (de la taille)
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
3.11.2
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 (de la taille)
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
3.12 Rayon du col du faisceau
3.12.1
rayon du col faisceau
w
0,u
〈puissance (énergie) circulaire〉 rayon w du faisceau au niveau du col (de la taille)
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
3.12.2
rayon du col faisceau
w
σ0
〈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 (de la taille)
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
3.13 Largeur du col du faisceau
3.13.1
largeurs du col du faisceau
d , d
x0,u y0,u
〈puissance (énergie) circulaire〉 largeurs d et d du faisceau au niveau des cols (des tailles) dans les
x,u y,u
directions x et y
Note 1 à l’article: Pour clarifier la définition, le terme “largeurs 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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ISO 11145:2016(F)
3.13.2
largeurs 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
d et d du faisceau au niveau des cols (des tailles)
σx σy
Note 1 à l’article: Pour clarifier la définition, le terme “largeurs du cl 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
3.14 Séparation du col du faisceau
3.14.1
séparation du col astigmatique
Δz
a
distance axiale entre les positions des cols dans les plans principaux orthogonaux d’un faisceau
possédant un astigmatisme simple
[SOURCE: ISO 15367-1:2003, 3.3.4]
Note 1 à l’article: La séparation du col astigmatique est également connue sous le nom de différence astigmatique.
3.14.2
séparation du col astigmatique relative
Δz
r
séparation de col astigmatique divisé par la moyenne arithmétique des longueurs de Rayleigh z et z
Rx Ry
2Δz
a
Δz =
r
zz+
RRxy
3.15
cohérence
caractéristique d’un champ électromagnétique où il existe une relation de phase constante entre
chaque point
3.15.1
cohérence temporelle
caractéristique se rapportant à la corrélation des phases d’une onde électromagnétique à différents
instants au même endroit
3.15.2
cohérence spatiale
caractéristique se rapportant à la corrélation des phases d’une onde électromagnétique en différents
endroits au même instant
3.16
longueur de cohérence
l
c
distance dans la direction du faisceau sur laquelle le rayonnement laser conserve une relation de phase
significative
Note 1 à l’article: Elle est donnée par c/Δn où c est la vitesse de la lumière et Δv est la largeur de bande de la
H H
fréquence de lumière du laser émise.
3.17
temps de cohérence
τ
c
intervalle de temps pendant lequel le rayonnement laser conserve une relation de phase significative
Note 1 à l’article: Il est donné par 1/Δv , où Δv est la largeur de bande de la fréquence de lumière du laser émise.
H H
8 © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 11145:2016(F)
3.18
rendement de la source
η
T
quotient de la puissance (l’énergie) totale disponible dans le faisceau laser par la puissance (l’énergie)
totale fournie à la source, en incluant tous les systèmes auxiliaires
3.19 Angle de divergence
3.19.1
angle de divergence
Θ , Θ , Θ
u x,u y,u
〈puissance (énergie) circulaire〉 angle formé par le cône asymptotique qui englobe l’accroissement de la
largeur du faisceau
Note 1 à l’article: Pour les faisceaux de section circulaire, la largeur du faisceau correspondant au diamètre de
celui-ci, d . Pour les faisceaux de section non circulaire, les angles de divergence sont calculés séparément à
u
partir des largeurs du faisceau suivant les axes des x- et des y,, d , d , respectivement.
x,u y,u
Note 2 à l’article: Pour les spécifications d’angles de divergence, les indices doivent indiquer la largeur du faisceau
pertinent.
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 décrits ici ainsi que les définitions de largeur de
faisceau n’englobent pas le cas de l’astigmatisme général.
Note 4 à l’article: Pour clarifier la définition, le terme “angle de divergence” est toujours utilisé en combinaison
avec le symbole et son indice approprié: Θ , Θ , Θ ou Θ , Θ , Θ .
σ σx σy u x,u y,u
3.19.2
angle de divergence
Θ , Θ , Θ
σ σx σy
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d’énergie)〉 angle
formé par le cône asymptotique qui englobe l’accroissement de la largeur du faisceau
Note 1 à l’article: Pour les faisceaux de section circulaire, la largeur du faisceau correspond au diamètre de celui-
ci d . Pour les faisceaux de section non circulaire, les angles de divergence sont calculés séparément à partir des
σ
largeurs du faisceau suivant les axes des x et y, d , d , respectivement.
σx σy
Note 2 à l’article: La définition des systèmes de coordonnées décrits ici ainsi que les définitions de largeurs de
faisceau n’englobent pas le cas de l’astigmatisme généralisé.
Note 3 à l’article: Pour clarifier la définition, le terme «angle de divergence» est toujours utilisé en combinaison
avec le symbole et son indice approprié: Θ , Θ , Θ or Θ , Θ , Θ .
σ σx σy u x,u y,u
3.20
nombre d’ouverture effectif
rapport de la distance focale d’un composant optique au diamètre du faisceau d sur ce composant
σ
3.21
densité d’énergie moyenne
H , H
u σ
énergie totale du faisceau, divisée par la surface de sa section, A ou A
u σ
3.22
énergie d’impulsion
Q
énergie d’une impulsion unique
© ISO 2016 – Tous droits réservés 9
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ISO 11145:2016(F)
3.23
densité d’énergie
H(x,y)
énergie du faisceau appliquée sur la surface δA à la position x,y divisée par l’aire δA
Note 1 à l’article: La densité d’énergie est physiquement équivalente à l’exposition de radiance. Elles sont
exprimées en joules par unité de surface. La densité d’énergie est généralement utilisée pour décrire la
distribution de rayonnement dans le faisceau, alors que l’exposition de radiance est généralement utilisée pour
décrire la distribution de rayonnement incident sur une surface.
Note 2 à l’article: Voir l’ISO 13694:2015, 3.1.2.1.
3.24
champ lointain
champ de rayonnement d’un laser situé à une distance z du col du faisceau, largement supérieur à la
longueur de Rayleigh z
R
3.25
laser
milieu amplificateur capable de générer un rayonnement cohérent de longueurs d’onde jusqu’à 1 mm
par le phénomène d’émission stimulée
Note 1 à l’article: Voir Figure 1 et Annexe A.
Note 2 à l’article: Le terme “laser” est un acronyme pour “light amplification by stimulated emission of radiation”.
3.26
laser continu
laser cw
laser émettant un rayonnement en continu sur des périodes égales ou supérieures à 0,25 s
3.27
laser impulsionnel
laser qui émet son énergie sous forme d’une impulsion unique ou d’un train d’impulsions, la durée d’une
impulsion étant inférieure à 0,25 s
3.28
ensemble laser
source laser associée à des composants spécifiques, normalement optiques, mécaniques et/ou
électriques, assurant le transport et la mise en forme du faisceau
Note 1 à l’article: Voir Figure 1 et Annexe A.
3.29
faisceau laser
rayonnement laser dirigé dans l’espace
3.30
...
PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 11145
ISO/TC 172/SC 9
Optique et photonique — Lasers et
Secrétariat: DIN
équipements associés aux lasers —
Début de vote:
2015-06-18 Vocabulaire et symboles
Vote clos le:
Optics and photonics — Lasers and laser-related equipment —
2015-08-18
Vocabulary and symbols
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
Veuillez consulter les notes administratives en page iii
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 11145:2015(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
©
TION NATIONALE. ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 11145:2015(F)
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
Le présent projet final a été élaboré dans le cadre de l’Organisation internationale de normalisation (ISO) et
soumis selon le mode de collaboration sous la direction de l’ISO, tel que défini dans l’Accord de Vienne. Le
projet final a été établi sur la base des observations reçues lors de l’enquête parallèle sur le projet.
Le projet final est par conséquent soumis aux comités membres de l’ISO et aux comités membres du CEN en
parallèle à un vote d’approbation de deux mois au sein de l’ISO et à un vote formel au sein du CEN.
Les votes positifs ne doivent pas être accompagnés d’observations.
Les votes négatifs doivent être accompagnés des arguments techniques pertinents.
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
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Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
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E-mail copyright@iso.org
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Publié en Suisse
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO/FDIS 11145:2014(F)
Sommaire Page
Avant-propos . iv
1 Domaine d'application . 1
2 Symboles et unités de mesure . 1
3 Termes et définitions . 3
Annexe A (informative) Explication des différences entre la terminologie de l’IEC 60825-1 et celle
de l’ISO 11145 . 16
Annexe B (informative) Liste de symboles . 17
Annexe C (informative) Indexe alphabétique . 18
Annexe ZA (informative) Relation entre la présente Norme Européenne et les exigences
essentielles de la Directive Machines 2006/42/CE . 19
Bibliographie . 20
© ISO 2014 – Tous droits réservés iii
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ISO/FDIS 11145:2014(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 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 appelée 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 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'OMC
concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité technique responsable de l'élaboration du présent document est l’ISO/TC 172, Optique et
photonique, sous-comité SC 9, Systèmes électro-optiques.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 11145:2006), qui a été techniquement
révisée avec les modifications suivantes
a) en 3.5.3, une formule pour l’ellipticité du faisceau a été ajoutée;
b) en 3.53, la définition de l’intensité relative du bruit a été révisée et une formule a été ajoutée.
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés
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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 11145:2014(F)
Optique et photonique — Lasers et équipements associés aux
lasers — Vocabulaire et symboles
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale 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 la présente Norme internationale 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 Symboles et unités de mesure
2.1 Les distributions spatiales des densités de puissance (d'énergie) des faisceaux laser ne comportent pas
toujours de symétrie circulaire. C'est pourquoi, pour tous les termes relatifs à ces distributions, deux séries de
définitions sont prévues suivant que la section de faisceau est 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
x
et d , suivant deux directions perpendiculaires, doivent être données.
y
2.2 Les distributions spatiales des faisceaux laser n'ont pas de contour bien défini. C'est pourquoi il est
nécessaire de préciser à quelles valeurs de puissance (d'énergie) les grandeurs spatiales se réfèrent. Suivant
2
l'application, différentes valeurs de coupure peuvent être choisies (par exemple 1/e, 1/e , 1/10 de la valeur
crête).
À des fins de clarification, la présente Norme internationale utilise l'indice u pour tous les termes concernés,
afin d'indiquer le pourcentage de puissance (d'énergie) totale prise en compte pour un paramètre donné.
NOTE Pour la même quantité de puissance (d'énergie), la largeur de faisceau d et le diamètre de faisceau d
x,u u
(= 2w ) peuvent différer pour la même valeur de u (par exemple, pour un faisceau gaussien à symétrie circulaire, d est
u 86,5
égal à d ).
x,95,4
Dans le Tableau 1 sont donnés les symboles et unités définis en détail dans l'Article 3.
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1
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ISO/FDIS 11145:2014(F)
Table 1 — Symboles et unités de mesure
Symbole Unité Terme
2
A ou A m Aire de la section du faisceau
u σ
d ou d m Diamètre du faisceau
u σ
d ou d m Largeur du faisceau dans la direction x
x,u σ x
d ou d m Largeur du faisceau dans la direction y
y,u σ y
d ou d m Diamètre du col du faisceau
0,u σ 0
.
d Θ /4 rad m Produit caractéristique du faisceau
σ 0 σ
2
E ou E W/m Densité de puissance moyenne
u σ
f Hz Fréquence de répétition des impulsions
p
2
H ou H J/m Densité d'énergie moyenne
u σ
K 1 Facteur de propagation du faisceau
l m Longueur de cohérence
c
2
M 1 Facteur de limite de diffraction
p 1 Degré de polarisation rectiligne
P W Puissance continue
P W Puissance moyenne
av
P W Puissance d'impulsion
H
P W Puissance crête
pk
Q J Energie d'impulsion
−1
R(f) Hz ou dB/Hz Intensité relative du bruit, RIN
w ou w m Rayon du faisceau
u σ
w ou w m Rayon du col du faisceau
0,u σ 0
z m Longueur de Rayleigh
R
∆ϑ m Angle de désalignement
∆λ m Largeur spectrale en termes de longueur d'onde
Largeur spectrale en termes de fréquence
∆ν Hz
optique
Stabilité de position du faisceau dans la direction
∆ (z') m
x
x
∆ (z') m Stabilité de position du faisceau dans la direction
y
y
∆z m Séparation du col astigmatique
a
∆z 1 Séparation du col astigmatique relative
r
Ellipticité d'une distribution de densité de
ε 1
puissance
η 1 Rendement du laser
L
η 1 Rendement optique
Q
η 1 Rendement de la source
T
Θ ou Θ rad Angle de divergence
u σ
Θ ou Θ rad Angle de divergence dans la direction x
x,u σ x
Θ ou Θ rad Angle de divergence dans la direction y
y,u σ y
λ m Longueur d'onde
τ s Durée impulsion
H
τ s Durée d'impulsion à 10 %
10
τ s Temps de cohérence
c
−1
NOTE R(f) exprimé en dB/Hz est égal à 10 lg R(f) avec R(f) donné en Hz .
Lors de l'utilisation des grandeurs indiquées par l'indice “u”, “u” doit toujours être remplacé par un nombre, par
exemple, A pour u = 90 %.
90
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ISO/FDIS 11145:2014(F)
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 second moment de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie) (voir 3.5.2).
Seuls les rapports de propagation de faisceau basés sur les largeurs de faisceau et les 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. Les grandeurs basées sur le second moment
sont signalées par la lettre grecque sigma “σ ” en indice.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1 Axe du faisceau
3.1.1
axe du faisceau
droite reliant les points dont les positions sont définies par le moment spatial d'ordre 1 du profil de la
puissance (l'énergie) dans des plans de section successifs suivant la direction de propagation dans un milieu
homogène
3.1.2
angle de désalignement
∆ϑ
écart entre l’axe du faisceau et l’axe mécanique défini par le fabricant
3.2 Aire de la section du faisceau
3.2.1
aire de la section du faisceau
A
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 utilise en combinaison
avec le symbole et son indice approprié : A ou A .
u s
3.2.2
aire de la section du faisceau
A
σ
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie)〉 aire d'un
faisceau de section circulaire
2
π ⋅ d / 4
σ
ou elliptique
(π ⋅ d ⋅ d )/ 4
σx σy
NOTE 1 à l’article : Pour clarifier la définition, le terme “aire de la section du faisceau” est toujours utilise en combinaison
avec le symbole et son indice approprié : A ou A .
u s
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ISO/FDIS 11145:2014(F)
3.3 Diamètre du faisceau
3.3.1
diamètre du faisceau
d
u
〈puissance (énergie) circulaire〉 le plus petit diamètre d'une ouverture 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 s
3.3.2
diamètre du faisceau
d
σ
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie)〉 le plus petit
diamètre d’une ouverture circulaire dans un plan perpendiculaire à l’axe du faisceau défini comme
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 à la
position z est donnée par
2
r ⋅ E(r,ϕ, z) ⋅ rdrdϕ
2 ∫∫
σ (z) =
E(r,ϕ, z) ⋅ rdrdϕ
∫∫
où
r est la distance au centre (x, y)
ϕ est l'angle azimutal
Et où les moments de premier ordre donnent les coordonnées du centre, c'est-à-dire
x ⋅ E(x, y, z)dxdy
∫∫
x =
E(x, y, z)dxdy
∫∫
y ⋅ E(x, y, z)dxdy
∫∫
y =
E(x, y, z)dxdy
∫∫
NOTE 1 à l’article : En principe, l'intégration doit être effectuée sur le plan xy dans son intégralité. En pratique,
l'intégration doit être réalisée sur une surface telle que 99 % de la puissance (énergie) du faisceau soit prise en compte.
NOTE 2 à l’article : La densité de puissance E doit être remplacée par la densité d'énergie H pour les lasers
impulsionnels.
NOTE 3 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
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3.4 Rayon du faisceau
3.4.1
rayon du faisceau
w
u
〈puissance (énergie) circulaire〉 le plus petit rayon d'une ouverture dans un plan perpendiculaire à l'axe du
faisceau renfermant u % de la puissance (énergie) totale du faisceau
NOTE 1 à l’article : Pour clarifier la définition, le terme “rayon du faisceau” est toujours utilise en combinaison avec le
symbole et son indice approprié : w ou w .
u σ
3.4.2
rayon du faisceau
w
σ
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (énergie)〉 le plus petit
rayon d’une ouverture dans un plan perpendiculaire à l’axe du faisceau défini comme
( ) ( )
w z = 2σ z
σ
2
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 utilise en combinaison avec le
symbole et son indice approprié : w ou w .
u σ
3.5 Largeurs du faisceau
3.5.1
largeurs du faisceau
d , d
x,u y,u
〈puissance (énergie) circulaire〉 largeur de la plus petite fente transmettant u % de la puissance (l'énergie)
totale du faisceau suivant deux x et y, orthogonales entre elles et perpendiculaires à l'axe du faisceau
NOTE 1 à l’article : Les directions préférentielles sont données par la plus petite largeur de faisceau et la direction
orthogonale.
NOTE 2 à l’article : pour les faisceaux gaussiens circulaires, d est égal à d .
x,95,4 86,5
NOTE 3 à l’article : Pour clarifier la définition, le terme “largeurs du faisceau” est toujours utilisé en combinaison avec le
symbole et son indice approprié : d , d ou d , d .
σ x σ y x,u y,u
3.5.2
largeurs du faisceau
d , d
σ x σ y
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie)〉 la plus petite
largeur de fente dans deux directions orthogonales préférentiels x et y qui sont perpendiculaires à l'axe des
largeurs du faisceau définis comme
d (z) = 4σ (z)
σx x
d (z) = 4σ (z)
σy y
Où les moments de second ordre de la fonction de distribution de densité de puissance E(x, y, z) du faisceau à
la position z sont donnés par
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2
(x − x) ⋅ E(x, y, z)dxdy
2 ∫∫
σ (z) =
x
E(x, y, z)dxdy
∫∫
2
(y − y) ⋅ E(x, y, z)dxdy
2 ∫∫
σ (z) =
y
E(x, y, z)dxdy
∫∫
où (x − x) et (y − y) sont les distances par rapport au centre (x, y) et où les moments de premier ordre
donnent les coordonnées du centre, c'est-à-dire
x ⋅ E(x, y, z)dxdy
∫∫
x =
E(x, y, z)dxdy
∫∫
y ⋅ E(x, y, z)dxdy
∫∫
y =
E(x, y, z)dxdy
∫∫
NOTE 1 à l’article : En principe, l'intégration doit être effectuée sur le plan xy dans son intégralité. En pratique, l'intégration
doit être réalisé sur une surface telle que 99 % de la puissance (énergie) du faisceau soit prise en compte.
NOTE 2 à l’article : La densité de puissance E doit être remplacée par la densité H pour les lasers impulsionnels.
NOTE 3 à l’article : Pour clarifier la définition, le terme “largeurs du faisceau” est toujours utilise en combinaison avec le
symbole et son indice approprié : d , d ou d , d .
σ x σ y x,u y,u
3.5.3
ellipticité d'une distribution de densité de puissance
ε()z
paramètre permettant de quantifier la circularité ou la rectangularité d'une distribution de puissance [d'énergie]
dz()
σ y
d’un faisceau suivant la cote z ε(z)= où la direction x est choisi pour être le long de l'axe principal de
dz( )
σ x
la distribution ainsi d ≥ d
σx σy
NOTE 1 à l’article : si ε ≥ 0,87 la distribution elliptique peut être considérée comme circulaire. Dans le cas d’un faisceau
rectangulaire, l’ellipticité est souvent sous forme de rapport.
NOTE 2 à l’article : Techniquement identique à l'ISO 11146-1 et l’ISO 13694.
3.5.4
distribution de densité de puissance
distribution de densité de puissance ayant une ellipticité plus grande que 0,87
[SOURCE : ISO 11146-1:2005, 3.7]
3.6
produit caractéristique du faisceau
produit du diamètre du col du faisceau par l'angle de divergence divisé par 4
d ⋅Θ / 4
σ 0 σ
NOTE 1 à l’article : Les produits caractéristiques du faisceau pour les faisceaux elliptiques peuvent être donnés
séparément pour les axes principaux de la distribution de puissance (d'énergie).
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3.7
facteur de limite de diffraction
2
M
DECONSEILLE : facteur de propagation du faisceau
K
Mesure de l'étroitesse de l'accord entre le produit caractéristique du faisceau et la limite de diffraction pour un
faisceau gaussien parfait
1 π d Θ
2
σ 0 σ
M = = ×
K λ 4
NOTE 1 à l’article : Celui-ci est égal au quotient des produits caractéristiques du faisceau, les modes réels du laser et
pour le mode gaussien fondamental (TEM ).
00
NOTE 2 à l’article : Le facteur de limite de diffraction est égal à l'unité pour un faisceau gaussien
théoriquement parfait et à une valeur comprise entre 0 et 1 pour un faisceau réel quelconque.
2
NOTE 3 à l’article : L’utilisation de M est préférable à celle de K, qui est le symbole du terme déconseillé, car de futures
éditions n’utiliseront pas le terme “facteur de propagation du faisceau”.
3.8
position du faisceau
décalage de l'axe du faisceau par rapport à l'axe mécanique fixe d'un système optique dans un plan spécifié
perpendiculaire à l'axe mécanique du système optique
NOTE 1 à l’article Cet axe mécanique correspond à la droite joignant les centres des ouvertures utiles.
3.9
stabilité de position du faisceau
∆ (z'), ∆ (z')
x y
quatre fois l'écart du mouvement de visée du faisceau mesuré dans le plan z′
[SOURCE : ISO 11670:2003, 3.6]
NOTE 1 à l’article : Ces grandeurs sont définies dans le système lié au faisceau x,y,z.
3.10
col du faisceau
valeur minimale locale pour le diamètre du faisceau ou la largeur du faisceau
3.11 Diamètre du col du faisceau
3.11.1
diamètre du col du faisceau
d
0,u
〈puissance (énergie) circulaire〉 diamètre d du faisceau au niveau du col (de la taille)
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 σ 0
3.11.2
diamètre du col du faisceau
d
σ 0
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie) 〉 diamètre d du
σ
faisceau au niveau du col (de la taille)
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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 σ 0
3.12 Rayon du col du faisceau
3.12.1
rayon du col faisceau
w
0,u
〈puissance (énergie) circulaire〉 rayon w du faisceau au niveau du col (de la taille)
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 σ 0
3.12.2
rayon du col faisceau
w
σ 0
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie)〉 rayon w du
σ
faisceau au niveau du col (de la taille)
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 σ 0
3.13 Largeur du col du faisceau
3.13.1
largeurs du col du faisceau
d , d
x0,u y0,u
〈puissance (énergie) circulaire〉 largeurs d et d du faisceau au niveau des cols (des tailles) dans les
x,u y,u
directions x et y
NOTE 1 à l’article : Pour clarifier la définition, le terme “largeurs 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 σ x0 σ y0
3.13.2
largeurs du col du faisceau
d , d
σ x0 σ y0
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d'énergie)〉 largeur d et
σ x
d du faisceau au niveau des cols (des tailles)
σ y
NOTE 1 à l’article : Pour clarifier la définition, le terme “largeurs du cl du faisceau” est toujours utilisé en combinaison
avec le symbole et son indice approprié : d , d ou d , d .
x0,u y0,u σ x0 σ y0
3.14 Séparation du col du faisceau
3.14.1
séparation du col astigmatique
∆z
a
distance axiale entre les positions des cols dans les plans principaux orthogonaux d'un faisceau possédant un
astigmatisme simple
[SOURCE : ISO 15367-1:2003, 3.3.4]
NOTE 1 à l’article : La séparation du col astigmatique est également connue sous le nom de différence astigmatique.
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3.14.2
séparation du col astigmatique relative
∆z
r
séparation de col astigmatique divisé par la moyenne arithmétique des longueurs de Rayleigh z et z
Rx Ry
2∆z
a
∆z =
r
z + z
Rx Ry
3.15
cohérence
caractéristique d'un champ électromagnétique où il existe une relation de phase constante entre chaque point
3.15.1
cohérence temporelle
caractéristique se rapportant à la corrélation des phases d'une onde électromagnétique à différents instants
au même endroit
3.15.2
cohérence spatiale
caractéristique se rapportant à la corrélation des phases d'une onde électromagnétique en différents endroits
au même instant
3.16
longueur de cohérence
l
c
distance dans la direction du faisceau sur laquelle le rayonnement laser conserve une relation de phase
significative
NOTE 1 à l’article : Elle est donnée par c /∆ν où c est la vitesse de la lumière.
H
3.17
temps de cohérence
τ
c
intervalle de temps pendant lequel le rayonnement laser conserve une relation de phase significative
NOTE 1 à l’article : Il est donné par 1/∆v .
H
3.18
rendement de la source
η
T
quotient de la puissance (l'énergie) totale disponible dans le faisceau laser par la puissance (l'énergie) totale
fournie à la source, en incluant tous les systèmes auxiliaires
3.19 Angle de divergence
3.19.1
angle de divergence
Θ , Θ , Θ
u x,u y,u
〈puissance (énergie) circulaire〉 angle formé par le cône asymptotique qui englobe l’accroissement de la
largeur du faisceau
NOTE 1 à l’article : Pour les faisceaux de section circulaire, la largeur du faisceau correspondant au diamètre de celui-ci,
d . Pour les faisceaux de section non circulaire, les angles de divergence sont calculés séparément à partir des largeurs
u
du faisceau suivant les axes des x- et des y, , d , d , respectivement.
x,u y,u
NOTE 2 à l’article : Pour les spécifications d’angles de divergence, les indices doivent indiquer la largeur du faisceau
pertinent.
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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 décrits ici ainsi que les définitions de largeur de faisceau
n’englobent pas le cas de l’astigmatisme général.
NOTE 4 à l’article Pour clarifier la définition, le terme “angle de divergence” est toujours utilisé en combinaison avec le
symbole et son indice approprié: Θ , Θ , Θ ou Θ , Θ , Θ .
σ σ x σ y u x,u y,u
3.19.2
angle de divergence
Θ , Θ , Θ
σ σ x σ y
〈moment de second ordre de la fonction de distribution de la densité de puissance (d’énergie)〉 angle formé
par le cône asymptotique qui englobe l'accroissement de la largeur du faisceau
NOTE 1 à l’article : Pour les faisceaux de section circulaire, la largeur du faisceau correspond au diamètre de celui-ci d .
σ
Pour les faisceaux de section non circulaire, les angles de divergence sont calculés séparément à partir des largeurs du
faisceau suivant les axes des x et y, d , d , respectivement.
σ x σ
y
NOTE 2 à l’article : La définition des systèmes de coordonnées décrits ici ainsi que les définitions de largeurs de faisceau
n'englobent pas le cas de l'astigmatisme généralisé.
NOTE 3 à l’article : Pour clarifier la définition, le terme «angle de divergence» est toujours utilisé en combinaison avec le
symbole et son indice approprié: Θ , Θ , Θ ou Θ , Θ , Θ .
σ σ x σ y u x,u y,u
3.20
nombre d’ouverture effectif
rapport de la distance focale d’un composant optique au diamètre du faisceau d sur ce composant
σ
3.21
densité d’énergie moyenne
H , H
u σ
ou A
énergie totale du faisceau, divisée par la surface de sa section, A
u σ
3.22
énergie d’impulsion
Q
énergie d’une impulsion unique
3.23
densité d’énergie
H(x,y)
énergie du faisceau appliquée sur la surface δA à la position x,y divisée par l'aire δA.
NOTE 1 à l’article : La densité d'énergie est physiquement équivalente à l'exposition de radiance. Elles sont exprimées en
joules par unité de surface. La densité d'énergie est généralement utilisée pour décrire la distribution de rayonnement
dans le faisceau. Alors que l'exposition de radiance est généralement utilisée pour décrire la distribution de rayonnement
incident sur une surface.
3.24
champ lointain
champ de rayonnement d'un laser situé à une distance z du col du faisceau, largement supérieur à la
longueur de Rayleigh z
R
3.25
laser
milieu amplificateur capable de générer un rayonnement cohérent de longueurs d'onde jusqu'à 1 mm par le
phénomène d'émission stimulée
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NOTE 1 à l’article : Voir Figure 1 et Annexe A.
NOTE 2 à l’article : Le terme “laser” est un acronyme pour “light amplification by stimulated emission of radiation”.
3.26
laser continu
laser cw
laser émettant un rayonnement en continu sur des périodes égales ou supérieures à 0,25 s
3.27
laser impulsionnel
laser qui émet son énergie sous forme d'une impulsion unique ou d'un train d'impulsions, la durée d'une
impulsion étant inférieure à 0,25 s
3.28
ensemble laser
source laser associée à des composants spécifiques, normalement optiques, mécaniques et/ou électriques,
assurant le transport et la mise en forme du faisceau
NOTE 1 à l’article : Voir Figure 1 et Annexe A.
3.29
faisceau laser
rayonnement laser dirigé dans l'espace
3.30
dispositif laser
laser produisant le rayonnement, associé à des moyens auxiliaires (par exemple, refroidissement,
alimentation électrique, alimentation en gaz) nécessaires pour le faire fonctionner.
NOTE 1 à l’article : Voir
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.