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JC／T2513-2019 磷酸钛氧钾单晶元件抗灰迹性能测试方法

ICS17.180.01 Q.65

JC/T25132019

磷酸钛氧钾单晶元件抗灰迹性能

中华人民共和国工业和信息化部发布

GB／T 37933-2019 信息安全技术 工业控制系统专用防火墙技术要求本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国建筑材料联合会提出。 本标准由全国人工晶体标准化技术委员会（SAC/TC461)归口。 本标准起草单位：桂林百锐光电技术有限公司、中国有色桂林矿产地质研究院有限公司、合肥知常 光电科技有限公司、福州高意通讯有限公司、天津理工大学。 本标准主要起草人：张昌龙、王金亮、何小玲、左艳彬、周海涛、吴文渊、吴周令、谭浩、薛有为 胡章贵。 本标准为首次发布。

IC/T 25132019

钛氧钾单晶元件抗灰迹性能测试

本标准规定了磷酸钛氧钾(KTiOPO4，简称KTP)单晶元件抗灰迹性能的术语和定义、测试的环境要 求、测试原理、仪器、样品、测试步骤、数据处理及测试报告。 本标准适用于采用透射式光热法测试KTP单晶元件抗灰迹性能。

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB3096一2008声环境质量标准 GB/T22453一2008硼酸盐非线性光学单晶元件质量测试方法 GB50073一2013洁净厂房设计规范 JC/T2512一2019全固态激光器用高抗灰迹磷酸钛氧钾单晶元件技术要求

JC/T2512一2019界定的术语和定义适用于本文

2512一2019界定的术语和定义适用于本文件。

测试的环境条件如下： a) 洁净等级：GB500732013，7（万级）； b) 温度：(23±2)℃； c) 相对湿度：（50±5)%； 环境噪声：符合GB3096一2008，3类声环境功能区规定的环境噪声等效声级限值

采用透射式光热法测量KTP单晶元件的抗灰迹性能，该方法的测试原理见图1。 图1中探测光为一束未经功率调制的微弱连续激光束，其在透射过样品时不会产生交流光热效应： 泵浦光为一束经过功率调制的较强激光束，其在透射过样品时会产生交流光热效应，从而会在样品被照 射区域引起折射率的交流变化。泵浦光和探测光在样品内以一定角度相交，泵浦光焦斑尺寸小于探测光 光束截面直径。

图1透射式光热法测试原理图

样品对泵浦光的能量吸收引起两秉光相交区域样品折射率的变化，导致探测光在该区域波前发生变 化，产生周期性光热信号，这种光热信号与多个实验参数有关，包括被测样品的吸收、热物理特性（如 热导率和折射率温度系数等）、泵浦光调制频率、泵浦光功率、探测光功率、泵浦光几何参数、探测光 几何参数以及它们的相对位置等。在一定的参数范围内，这种光热信号与样品的吸收是成正比的，因此 可以用来进行吸收的相对比较测量。测量方法如下： 对几何尺寸、热物理特性相近的样品，在不改变测量系统状态的情况下，分别测量相应的光热信号 幅值Ssample、照射到样品上的泵浦光功率Ppump、透过样品的探测光功率Pprobe，然后按公式（1）计算归

Asample——被测样品的吸收率，单位为每厘米（cm"）； Ao一一定标样品的吸收率，单位为每厘米（cm")； Co一一定标系数，单位为伏特每二次方瓦特(V·w")； Ssample——被测样品在仪器中测得的光热信号幅值，单位为伏特(V)： Ppump 照射到被测样品上的泵浦光功率，单位为瓦特（W)；

Ao S sample sample

式中： Co一一定标系数，单位为伏特每二次方瓦特(V·W")： Srero一一定标样品在仪器中测得的光热信号幅值，单位为伏特(V)： Pprobeo—一透过定标样品的探测光功率，单位为瓦特(W)。 定标样品基板材料应与被测样品基板材料具有相近的热物理特性，

量KTP单晶元件抗灰迹性能采用的仪器及组合

C/T 25132019

GB 50336-2018 建筑中水设计标准-原版图2抗灰迹性能测量仪器示意图

6.2.1探测光源：波长（633土10)nm连续激光器，功率不大于10mW。 6.2.2泵浦光源：根据晶体实际使用波长确定。典型的波长包括1064nm和532nm，输出功率不大于 10W。 6.2.3光学调制器：调制频率不大于100kHz，与锁相放大器相连，提供调制频率。 6.2.4样品台：可沿X、Y、Z三个方向移动，移动范围不小于被测样品的所需的测量尺寸。 6.2.5光电探测器：探测波长范围涵盖探测激光波长。 6.2.6功率计：功率范围10mW～10W，波长范围0.19μm～25μm，分辨率200μW，响应时间小于1s 6.2.7锁相放大器：频率范围与光学调制器调制范围匹配

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6.2.8功率计、光电探测器、锁相放大器和其他测试光学系统中所用光学元件需要在其检定有效周 期内。 6.2.9仪器备有一套标准样品用来校正仪器，标准样品针对特定波长（1064nm和532nm）吸收率应满 足透射式光热系统线性响应要求。

KTP单晶元件沿II类临界相位匹配方向切割， 其通光面尺寸不小于2mm×2mm，长度以保证测试时 浦光和探测光均能穿过样品前后通光面为宜。通光面需抛光良好（也可镀制增透膜，不宜镀高反膜） 并清洁于净，内部质量和光洁度应按GB/T22453一2008中5.1和5.14的规定，满足测试的要求。

8.1.1开启仪器电源，确认泵浦激光、探测激光、光学调制器、锁相放大器、计算机等都处于正常工 作状态。 8.1.2分别调节光路，使泵浦激光（1064nm和532nm）与633nm探测光均相交于一点，且该点处泵浦 光焦斑尺寸小于探测光光束截面直径。 8.1.3选择相应的泵浦激光波长，将相应标准样品放入样品台。 8.1.4调整样品台位置，使泵浦光与探测光交叉点位于标准样品内部，交叉点中心位置到样品前后通 光面的距离应大于泵浦光和探测光重叠区域长度的10倍，使泵浦光和探测光均能穿过标准样品的前后 通光面。 8.1.5分别记录定标样品的光热信号幅值Srefo、照射到定标样品上的泵浦光功率Ppumpo、透过定标样品 的探测光功率Pprobe0。 8.1.6根据标准样品的吸收率Ao，由公式(3)计算定标系数Co。 8.1.7不断调整系统直至定标系数达到仪器出厂设置规定的范围内

8.2.1取下标准样品

8.2.1取下标准样品。 8.2.2分别调节1064nm和532nm泵浦光功率使其达到实验值，其中1064nm泵浦激光功率密度应不 低于30kW/cm，532nm泵浦激光功率密度应不低于10kW/cm。 8.2.3在泵浦光被遮拦的情况下技术标 银川都市圈城乡东线供水工程吴忠市利通区净配水工程改造金积水厂五万方翻板滤池施工，将KTP单晶元件的Z轴方向与泵浦激光偏振方向平行、通光方向沿 着泵浦光方向固定在三维样品台上，调整样品台位置，使泵浦光与探测光交叉点位于KTP单晶元件内 部，使泵浦光和探测光均能穿过KTP单晶元件前后通光面。

8.2.2分别调节1064nm和532nm泵浦光功率使其达到实验值，其中1064nm泵浦激光功率露 低于30kW/cm，532nm泵浦激光功率密度应不低于10kW/cm。 8.2.3在泵浦光被遮拦的情况下，将KTP单晶元件的Z轴方向与泵浦激光偏振方向平行、通光 着泵浦光方向固定在三维样品台上，调整样品台位置，使泵浦光与探测光交叉点位于KTP单晶 部，使泵浦光和探测光均能穿过KTP单晶元件前后通光面