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JJG353—2006

633nm稳频激光器检定规程

米是国际单位制(SI)中的基本长度单位。1983年10月第17届国际计量大会(CGPM)通过了现行的米定义，即“米是光于真空中，在1/299792458秒的时间间隔内传播的程长”。同时废除了原有米定义。现行米定义有三种复现方法：

—l=c·t,即先测量平面电磁波在真空中距离l上传播时所需的时间t,然后由c·t可求出被测长度l;

,即测量平面电磁波的频率f,然后由

求出真空波长à,将λ作为长度

标准；

——直接引用国际计量委员会推荐的12条激光辐射谱线(详见引用文献)所对应的真空波长值或频率值，并按给定的不确定度使用。

本规程采用上述的第三种方法，并选择稳定在碘分子饱和吸收谱线上的633nmHe-Ne激光波长作为测量标准。

1992年国际计量大会规定633nm激光波长基准的相对标准不确定度为2.5×10-1。

长度计量中作为各级基标准的激光干涉仪，都是依据其光源的发射波长来计算被测长度值的。作为干涉仪光源的各种稳频激光器，其输出激光波长(频率)特性的稳定可靠是保证干涉仪正常运转的基本工作条件。

1范围

本规程适用于不同类型的稳频633nm激光器的首次检定和后续检定。适用于各种稳频633nm激光器输出波长的真空波长(频率)值的量值溯源和不同取样时间间隔的频率稳定度的测量。

经检定合格的633nm稳频激光器能够作为基标准装置的干涉仪光源用于国家级、省(部)级和企业、事业单位的各种检定、校准装置的干涉测量系统中。

2引用文献

本规程引用下列文献：

DocumentsConcerningtheNewDefinitionoftheMeter,Metrologia,19(1984)163.(关于新米定义的文件，计量，19卷(1984)163页。)

MiseenPratiqueoftheDefinitionoftheMetre(1992),Metrologia,30(1994)523.(米定义的实现方法(1992),计量，30卷(1994)523页。)

PracticalRealizationoftheDefinitionoftheMetrc(1997),Metrologia,36(1997)

211.

(米定义的实现方法(1997),计量，36卷(1997)211页。)

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3被检633nm稳频激光器的稳频原理概述

在自由运转时，一台普通的He-Ne激光器，其输出激光的真空波长(频率)可能在整个增益范围(约1500MHz)内变化，其相对不确定度在10-6量级。为满足干涉测量的需要，通常需要采取一定的技术措施对激光器进行控制，以达到稳定激光频率(或波长)的目的。采用不同的方法对激光器输出的激光(激光器输出的激光以下简称激光)进行频率控制，得到的结果也有一定的差异。通常被检定的稳频激光器有：实用型633nm碘分子饱和吸收稳频激光器、双纵模稳频激光器、兰姆凹陷稳频激光器和塞曼效应稳频激光器等，其简介见附录D。

633nm碘分子饱和吸收稳频激光器可用于诸如一等量块干涉仪、激光绝对重力仪等对测量不确定度要求较高的干涉测量系统中。其他633nm稳频激光器作为波长标准主要用于各种不同的干涉测量系统中。这些干涉测量系统，根据不同情况，有的用作国内各级政府计量部门的相关计量标准装置，有的用作企、事业单位的相关工作计量装置。

4计量性能要求

稳频激光器输出的激光波长(激光器输出的激光波长以下简称激光波长)的相对标准不确定度是衡量稳频激光器计量性能的最主要的技术指标。在不同用途的测量装置中，对633nm稳频激光波长的相对标准不确定度范围的要求差异是很大的。

4.1被检633nm稳频激光器的平均频率值和真空波长值

被检633nm稳频激光器的平均频率值应在(473610551.9～473614014.6)MHz之间，

被检633nm稳频激光器的真空波长值应在(632.9889926～632.9936206)nm之间。

4.2被检633nm稳频激光波长的相对扩展不确定度

633nm稳频激光器用作工作基准器具干涉仪光源、计量标准器具干涉仪光源、工作计量器具干涉仪光源时，其波长的相对扩展不确定度差异是很大的。实际应用时，633nm稳频激光波长的相对扩展不确定度通常取包含因子k=2。基于不同原理稳频的激光器，对其激光波长的相对扩展不确定度的要求如表1所示。

表1不同稳频方法的激光波长相对扩展不确定度

名