ISO 11551:1997
(Main)Optics and optical instruments — Lasers and laser-related equipment — Test method for absorptance of optical laser components
Optics and optical instruments — Lasers and laser-related equipment — Test method for absorptance of optical laser components
Optique et instruments d'optique — Lasers et équipements associés aux lasers — Méthode d'essai du facteur d'absorption des composants optiques pour lasers
La présente Norme internationale prescrit les modes opératoires et techniques utilisés pour obtenir des valeurs comparables du facteur d'absorption des composants optiques pour lasers.
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
IS0
INTERNATIONAL
11551
STANDARD
First edition
1997-07-I 5
Optics and optical instruments - Lasers
and laser-related equipment - Test method
for absorptance of optical laser
components
Optique et instruments dsoptique - Lasers et kyuipements associks aux
lasers - Mgthode d’essai du facteur d’absorption des composants optiques
pour lasers
Reference number
IS0 11551:1997(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 11551:1997(E)
Page
Contents
1
1 .
Scope
1
2 Normative references .
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*.
3 Definitions
2
4 Symbols and units of measure .
......... 2
5 Preparation of test sample and measuring arrangement.
.............................. 4
6 Characteristic features of the laser radiation
4
...........................................................................
7 Test procedure
4
8 Evaluation .
.............................................................................. 4
8.1 General
4
8.2 Pulse method .
................................................................ 5
8.3 Gradient method
7
9 Test report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Annex
8
A Test method, laser power and duration of irradiation . . . . . . . . . . . . . . . . .
0 IS0 1997
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and
microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Internet central @ iso.ch
x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central
Printed in Switzerland
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
@ IS0
IS0 11551:1997(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through IS0
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. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard IS0 11551 was prepared by Technical Committee
ISOnC 172, Optics and optical instruments, Subcommittee SC 9, Electro-
optical systems.
Annex A forms an integral part of this International Standard.
---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 11551:1997(E) @ IS0
Introduction
To characterize an optical component, it is important to know its
absorptance. When radiation impinges upon a component, a part of that
radiation is absorbed, increasing the temperature of the component. If
enough energy is absorbed, the optical properties of the component may
be changed, and the component may even be destroyed. Absorptance is
the ratio of the radiant flux absorbed to the radiant flux of the incident
radiation.
In the procedures described in this International Standard, the absorptance
is determined calorimetrically as the ratio of power or energy absorbed by
the component to the total power or energy, respectively, impinging upon
the component. The assumption is made that the absorptance of the test
sample is constant within the temperature fluctuations experienced by the
component during the measurement, is constant within the volume of the
component and is independent of the power density of the impinging
radiation. (However, several infrared materials exhibit a strong dependence
of absorptance on temperature, especially at high temperatures.)
---------------------- Page: 4 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD o Iso IS0 11551:1997(E)
Optics and optical instruments - Lasers and laser-related
equipment - Test method for absorptance of optical laser
components
1 Scope
This International Standard specifies procedures and techniques for obtaining comparable values for the
absorptance of optical laser components.
2 Normative references
The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this
International Standard. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to
revision, and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the standards indicated below. Members of IEC and IS0 maintain
registers of currently valid International Standards.
IS0 31-6:1992, Quantities and units - Part 6: Light and related electromagnetic radiations.
IS0 11145:1994, Optics and optical instruments - Lasers and laser-related equipment - Vocabulary and symbols.
IS0 14644-1:- 1), Cleanrooms and associated controlled environments - Par? I: Classification of airborne
particulate cleanliness for cleanrooms and clean zones.
3 Definitions
For the purposes of this International Standard, the terms defined in IS0 11145 and IS0 31-6 apply.
1) To be published.
---------------------- Page: 5 ----------------------
IS0 11551:1997(E)
4 Symbols and units of measure
Symbol Term Unit
a
absorptance
J/(kg.K)
thermal capacity of test sample, holder, etc.
cpi
rad
angle of incidence
P
a wavelength m
mass of test sample, holder, etc.
mi kg
P W
cw power
P average laser power for continuous pulse mode operation W
av
duration of irradiation S
tB
At time inten/al S
K
AT temperature difference
m
beam widths on test sample
4, dy
K/S
dT/d t slope of temperature graph
Preparation of test sample and measuring arrangement
5
Storage, cleaning and the preparation of the test samples are carried out in accordance with the manufacturer’s
instructions for normal use.
The environment of the testing place consists of dust-free filtered air with less than 60 % relative humidity. The
residual dust is reduced in accordance with cleanroom class 7 as defined in IS0 14644-1. In this connection, an
environment free from draught is very important to keep the heat loss by convection as small as possible.
Concerning particular components with low absorption or special cases of application, it is possible to measure the
absorption in a vacuum (pressure lower than 100 Pa). This is especially recommended when the tested sample has
low thermal conductivity and its thickness is much smaller (more than an order of magnitude) than its
width/diameter.
NOTE - Both the ambient atmosphere and the vacuum pressure can affect the measured absorption. For instance Ge, ZnS
and ZnSe all absorb water. Some of this can be drawn off simply by lowering the vacuum pressure. Surface cleaning and
treatment can also alter the absorption markedly (e.g. isopropyl alcohol removes both the water and, for a time, the water-
absorbing layer from many surfaces).
A laser shall be used as the radiation source. To keep errors as low as possible, the laser power chosen for
measurements is as high as possible without causing any deterioration to the component. An analysis for the
minimum laser power for the preferred pulse method is given in annex A.
Wavelength, angle of incidence and state of polarization of the laser radiation used for the measurement shall
correspond to the values specified by the manufacturer for the use of the test sample. If ranges are accepted for
these three quantities, any combination of wavelength, angle of incidence and state of polarization may be chosen
out of those ranges.
The test sample is mounted in a holder ca
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE 11551
Première édition
1997-07-I 5
Optique et instruments d’optique - Lasers
et équipements associés aux lasers -
Méthode d’essai du facteur d’absorption
des composants optiques pour lasers
Optics and optical instruments
- Lasers and laser related equipment -
Test method for absorptance of optical laser components
Numéro de référence
ISO 11551:1997(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11551: 1997(F)
Page
Sommaire
1 Domaine d’application .
..............................................................
2 Références normatives
3 Définitions .
..................................................
4 Symboles et unités de mesure
Préparation de l’échantillon pour essai et du dispositif
5
de mesurage .
Caractéristiques du faisceau laser .
6
7 Mode opératoire .
...................................................................................
8 Évaluation
8.1 Généralités .
......................................................
8.2 Méthode de l’impulsion
Méthode du gradient .
8.3
........................
9 Rapport d’essai
Annexe
A Méthode d’essai, puissance du laser et durée de l’exposition
8
.......................................................................
au rayonnement.
0 ISO 1997
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Internet central @ iso.ch
c=ch; a=4OOnet; p=iso; o=isocs; s=central
x.400
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
@ ISO ISO 11551:1997(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 I’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en
ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 11551 a été préparée par le comité technique
ISW’K 772, Op~t@~e et instruments d’optique, sous-comité SC 9,
Sysfèxwes éktfwoptiques~
---------------------- Page: 3 ----------------------
@ ISO
ISO 11551:1997(F)
Introduction
Pour caractériser un composant optique, il est important de connaître son
facteur d’absorption. Lorsque le rayonnement atteint un composant
optique, une partie de ce rayonnement est absorbé, ce qui a pour
conséquence d’augmenter la température du composant en question. À
partir d’une certaine quantité d’énergie absorbée, les propriétés optiques
du composant concerné peuvent changer et ce dernier risque même d’être
détruit. Le facteur d’absorption est le rapport du flux énergétique absorbé
au flux énergétique du rayonnement incident.
Dans les modes opératoires décrits dans la présente Norme internationale,
le facteur d’absorption est déterminé par calorimétrie comme étant le
rapport de la puissance ou l’énergie absorbée par le composant à la
puissance ou à l’énergie totale, respectivement, atteignant le composant
en question. II est supposé que le facteur d’absorption de l’échantillon
soumis à l’essai reste constant sur la plage de variation des températures
auxquelles le composant est soumis au cours du mesurage, qu’il est
constant dans le volume du composant et qu’il est indépendant de la
densité de puissance du rayonnement qui l’atteint (toutefois, plusieurs
matériaux infrarouges manifestent une dépendance prononcée du facteur
d’absorption vis-à-vis de la température, notamment aux températures
élevées).
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE @ ISO ISO 11551 :1997(F)
Optique et instruments d’optique - Lasers et équipements
associés aux lasers - Méthode d’essai du facteur d’absorption
des composants optiques pour lasers
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale prescrit les modes opératoires et techniques utilisés pour obtenir des valeurs
comparables du facteur d’absorption des composants optiques pour lasers.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions pour la première norme. Au moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute
norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente norme sont invitées à
rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres de
la CEI et de I’ISO possèdent le registre des normes internationales en vigueur à un moment donné.
ISO 3%6:1992, Grandeurs et unités - Partie 6: Lumière et rayonnements électromagnétiques connexes.
ISO 1114S:1994, Optique et instruments d’optique - Lasers et équipements associés aux lasers - Vocabulaire.
-1), Salles propres et environnements contrôlés apparentés - Partie 1:Classification de particules en
ISO 14644-I :
suspension dans l’air pour salles propres et zones propres.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions données dans I’ISO II 145 et I’ISO 31-6
s’appliquent.
1) À publier.
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 11551 :1997(F)
4 Symboles et unités de mesure
Terme Unité
Symbole
a facteur d’absorption
capacité thermique de l’échantillon soumis à l’essai, du support, etc. J/(kg-K)
cpi
angle d’incidence rad
P
a longueur d’onde m
masse de l’échantillon soumis à l’essai, du support, etc.
mi kg
P puissance du laser continu W
puissance moyenne du laser fonctionnant en mode d’impulsions continu W
P
av
durée de l’exposition au rayonnement
S
tB
At intervalle de temps
S
AT différence de température K
largeur du faisceau sur l’échantillon soumis à l’essai
m
4, dy
dT/d t pente de la courbe des températures KIS
5 Préparation de l’échantillon pour essai et du dispositif de mesurage
L’entreposage, le nettoyage et la préparation des échantillons pour essai sont effectués conformément aux
instructions données par le fabricant dans sa notice d’emploi.
L’atmosphère du lieu d’essai est constituée d’air filtré exempt de poussière dont l’humidité relative est inférieure à
60 %. La poussière résiduelle est, selon les cas, réduite conformément à la classe 7, selon la définition de
I’ISO 14644-1 des salles propres. À cet égard, il est très important que l’atmosphère soit exempte de courants d’air
pour que la perte de chaleur par convection soit aussi faible que possible.
En ce qui concerne des composants particuliers à faible absorption ou correspondant à des cas spéciaux
d’application, il est possible de mesurer l’absorption sous vide (pression inférieure à 100 Pa). Cette solution est
particulièrement recommandée lorsque l’échantillon a une faible conductivité thermique et lorsque son épaisseur est
très inférieure (de plus d’un ordre de grandeur) à sa largeurkon diamètre.
NOTE - L’atmosphère environnante et la pression sous vide sont toutes les deux suceptibles d’influer sur le facteur
d’absorption mesuré. À titre d’exemple, l’élément Ge, et les composés ZnS et ZnSe absorbent tous l’eau. Une partie de ce
phénomène peut être éliminée par simple réduction de la pression sous vide. Un nettoyage et un traitement de surface peuvent
également altérer le facteur d’absorption de façon notable (l’alcool isopropylique, par exemple, permet à la fois l’élimination de
l’eau et, pendant un certain temps, de la couche d’absorption d’eau présente sur de nombreuses surfaces).
Un laser doit être utilisé comme source de rayonnement. Pour réduire les causes d’erreur au minimum, la
puissance du laser choisie pour les mesurages doit être aussi élevée que possible, sans toutefois être telle qu’elle
risquerait de détériorer le composant. L’annexe A donne la façon de déterminer la puissance minimale du laser pour
la méthode préférentielle de l’impulsion.
La longueur d’onde, l’angle d’incidence et l’état de polarisation du rayonnement laser utilisé pour le mesurage
doivent correspondre aux valeurs prescrites par le fabricant pour l’utilisation de l’échantillon. Si ces trois grandeurs
sont spécifiées sous forme de plages de valeurs, toute combinaison de longueur d’onde, d’angle d’incidence et
d’état de polarisation est susceptible d’être choisie dans les plages en question.
L’échantillon es
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE 11551
Première édition
1997-07-I 5
Optique et instruments d’optique - Lasers
et équipements associés aux lasers -
Méthode d’essai du facteur d’absorption
des composants optiques pour lasers
Optics and optical instruments
- Lasers and laser related equipment -
Test method for absorptance of optical laser components
Numéro de référence
ISO 11551:1997(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11551: 1997(F)
Page
Sommaire
1 Domaine d’application .
..............................................................
2 Références normatives
3 Définitions .
..................................................
4 Symboles et unités de mesure
Préparation de l’échantillon pour essai et du dispositif
5
de mesurage .
Caractéristiques du faisceau laser .
6
7 Mode opératoire .
...................................................................................
8 Évaluation
8.1 Généralités .
......................................................
8.2 Méthode de l’impulsion
Méthode du gradient .
8.3
........................
9 Rapport d’essai
Annexe
A Méthode d’essai, puissance du laser et durée de l’exposition
8
.......................................................................
au rayonnement.
0 ISO 1997
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Internet central @ iso.ch
c=ch; a=4OOnet; p=iso; o=isocs; s=central
x.400
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
@ ISO ISO 11551:1997(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 I’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en
ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 11551 a été préparée par le comité technique
ISW’K 772, Op~t@~e et instruments d’optique, sous-comité SC 9,
Sysfèxwes éktfwoptiques~
---------------------- Page: 3 ----------------------
@ ISO
ISO 11551:1997(F)
Introduction
Pour caractériser un composant optique, il est important de connaître son
facteur d’absorption. Lorsque le rayonnement atteint un composant
optique, une partie de ce rayonnement est absorbé, ce qui a pour
conséquence d’augmenter la température du composant en question. À
partir d’une certaine quantité d’énergie absorbée, les propriétés optiques
du composant concerné peuvent changer et ce dernier risque même d’être
détruit. Le facteur d’absorption est le rapport du flux énergétique absorbé
au flux énergétique du rayonnement incident.
Dans les modes opératoires décrits dans la présente Norme internationale,
le facteur d’absorption est déterminé par calorimétrie comme étant le
rapport de la puissance ou l’énergie absorbée par le composant à la
puissance ou à l’énergie totale, respectivement, atteignant le composant
en question. II est supposé que le facteur d’absorption de l’échantillon
soumis à l’essai reste constant sur la plage de variation des températures
auxquelles le composant est soumis au cours du mesurage, qu’il est
constant dans le volume du composant et qu’il est indépendant de la
densité de puissance du rayonnement qui l’atteint (toutefois, plusieurs
matériaux infrarouges manifestent une dépendance prononcée du facteur
d’absorption vis-à-vis de la température, notamment aux températures
élevées).
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NORME INTERNATIONALE @ ISO ISO 11551 :1997(F)
Optique et instruments d’optique - Lasers et équipements
associés aux lasers - Méthode d’essai du facteur d’absorption
des composants optiques pour lasers
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale prescrit les modes opératoires et techniques utilisés pour obtenir des valeurs
comparables du facteur d’absorption des composants optiques pour lasers.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, constituent des
dispositions pour la première norme. Au moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute
norme est sujette à révision et les parties prenantes des accords fondés sur la présente norme sont invitées à
rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres de
la CEI et de I’ISO possèdent le registre des normes internationales en vigueur à un moment donné.
ISO 3%6:1992, Grandeurs et unités - Partie 6: Lumière et rayonnements électromagnétiques connexes.
ISO 1114S:1994, Optique et instruments d’optique - Lasers et équipements associés aux lasers - Vocabulaire.
-1), Salles propres et environnements contrôlés apparentés - Partie 1:Classification de particules en
ISO 14644-I :
suspension dans l’air pour salles propres et zones propres.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions données dans I’ISO II 145 et I’ISO 31-6
s’appliquent.
1) À publier.
1
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ISO 11551 :1997(F)
4 Symboles et unités de mesure
Terme Unité
Symbole
a facteur d’absorption
capacité thermique de l’échantillon soumis à l’essai, du support, etc. J/(kg-K)
cpi
angle d’incidence rad
P
a longueur d’onde m
masse de l’échantillon soumis à l’essai, du support, etc.
mi kg
P puissance du laser continu W
puissance moyenne du laser fonctionnant en mode d’impulsions continu W
P
av
durée de l’exposition au rayonnement
S
tB
At intervalle de temps
S
AT différence de température K
largeur du faisceau sur l’échantillon soumis à l’essai
m
4, dy
dT/d t pente de la courbe des températures KIS
5 Préparation de l’échantillon pour essai et du dispositif de mesurage
L’entreposage, le nettoyage et la préparation des échantillons pour essai sont effectués conformément aux
instructions données par le fabricant dans sa notice d’emploi.
L’atmosphère du lieu d’essai est constituée d’air filtré exempt de poussière dont l’humidité relative est inférieure à
60 %. La poussière résiduelle est, selon les cas, réduite conformément à la classe 7, selon la définition de
I’ISO 14644-1 des salles propres. À cet égard, il est très important que l’atmosphère soit exempte de courants d’air
pour que la perte de chaleur par convection soit aussi faible que possible.
En ce qui concerne des composants particuliers à faible absorption ou correspondant à des cas spéciaux
d’application, il est possible de mesurer l’absorption sous vide (pression inférieure à 100 Pa). Cette solution est
particulièrement recommandée lorsque l’échantillon a une faible conductivité thermique et lorsque son épaisseur est
très inférieure (de plus d’un ordre de grandeur) à sa largeurkon diamètre.
NOTE - L’atmosphère environnante et la pression sous vide sont toutes les deux suceptibles d’influer sur le facteur
d’absorption mesuré. À titre d’exemple, l’élément Ge, et les composés ZnS et ZnSe absorbent tous l’eau. Une partie de ce
phénomène peut être éliminée par simple réduction de la pression sous vide. Un nettoyage et un traitement de surface peuvent
également altérer le facteur d’absorption de façon notable (l’alcool isopropylique, par exemple, permet à la fois l’élimination de
l’eau et, pendant un certain temps, de la couche d’absorption d’eau présente sur de nombreuses surfaces).
Un laser doit être utilisé comme source de rayonnement. Pour réduire les causes d’erreur au minimum, la
puissance du laser choisie pour les mesurages doit être aussi élevée que possible, sans toutefois être telle qu’elle
risquerait de détériorer le composant. L’annexe A donne la façon de déterminer la puissance minimale du laser pour
la méthode préférentielle de l’impulsion.
La longueur d’onde, l’angle d’incidence et l’état de polarisation du rayonnement laser utilisé pour le mesurage
doivent correspondre aux valeurs prescrites par le fabricant pour l’utilisation de l’échantillon. Si ces trois grandeurs
sont spécifiées sous forme de plages de valeurs, toute combinaison de longueur d’onde, d’angle d’incidence et
d’état de polarisation est susceptible d’être choisie dans les plages en question.
L’échantillon es
...
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