ISO 11554:2017

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11554
Fourth edition
2017-07
Optics and photonics — Lasers and
laser-related equipment — Test
methods for laser beam power, energy
and temporal characteristics
Optique et photonique — Lasers et équipements associés aux lasers
— Méthodes d’essai de la puissance et de l’énergie des faisceaux lasers
et de leurs caractéristiques temporelles
Reference number
©
ISO 2017
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and units of measurement . 2
5 Measurement principles . 3
6 Measurement configuration, test equipment and auxiliary devices .3
6.1 Preparation . 3
6.1.1 Sources with small divergence angles . 3
6.1.2 Sources with large divergence angles . 3
6.1.3 RIN measurement . 4
6.1.4 Measurement of small signal cut off frequency . 5
6.2 Control of environmental impacts . 5
6.3 Detectors . 6
6.4 Beam-forming optics . 7
6.5 Optical attenuators . 7
7 Measurements . 7
7.1 General . 7
7.2 Power of cw lasers . 7
7.3 Power stability of cw lasers . 8
7.4 Pulse energy of pulsed lasers . 8
7.5 Energy stability of pulsed lasers . 8
7.6 Temporal pulse shape, pulse duration, rise time, fall time and peak power . 8
7.7 Pulse duration stability . 8
7.8 Pulse repetition rate . 8
7.9 Relative intensity noise, RIN . 9
7.10 Small signal cut-off frequency . 9
8 Evaluation . 9
8.1 General . 9
8.2 Power of cw lasers .10
8.3 Power stability of cw lasers .10
8.4 Pulse energy of pulsed lasers .10
8.5 Energy stability of pulsed lasers .10
8.6 Temporal pulse shape, pulse duration, rise time, fall time and peak power .11
8.7 Pulse duration stability .12
8.8 Pulse repetition rate .13
8.9 Relative intensity noise, RIN .13
8.10 Small signal cut-off frequency .13
9 Test report .13
Annex A (informative) Relative intensity noise (RIN) .16
Bibliography .18
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 voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: w w w . i s o .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 172, Optics and photonics, Subcommittee
SC 9, Electro-optical systems.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 11554:2006) which has been technically
revised. The following changes were made:
a) Subclause 3.1: definition of RIN was changed in order to harmonize with ISO 11145:2016.
b) Clause 4, note 3: Expression for dB calculation was corrected.
c) Figure 3: Explanation of M was modified.
d) Subclause 7.9: Measurement of RIN was added, and former content of 7.9 was moved to 7.10.
e) Subclause 7.10: Explanation for the measurement of small signal cut-off frequency was modified.
f) Subclause 8.9: Explanation for RIN was added and former content of 8.9 was moved to 8.10.
g) Clause 9, item 8): Parameters for RIN were added, and former content of item 8) was moved to item 9).
h) Equation numbers were renumbered.
iv © ISO 2017 – All rights reserved

Introduction
The measurement of laser power (energy for pulsed lasers) is a common type of measurement
performed by laser manufacturers and users. Power (energy) measurements are needed for laser safety
classification, stability specifications, maximum laser output specifications, damage avoidance, specific
application requirements, etc. This document provides guidance on performing laser power (energy)
measurements as applied to stability characterization. The stability criteria are described for various
temporal regions (e.g. short-term, medium term and long term) and provide methods to quantify
these specifications. This document also covers pulse measurements where detector response speed
can be critically important when analysing pulse shape or peak power of short pulses. To standardize
reporting of power (energy) measurement results, a report template is also included.
This document is a Type B standard as stated in ISO 12100.
The provisions of this document may be supplemented or modified by a Type C standard.
Note that for machines which are covered by the scope of a Type C standard and which have been
designed and built according to the provisions of that standard, the provisions of that Type C standard
take precedence over the provisions of this Type B standard.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 11554:2017(E)
Optics and photonics — Lasers and laser-related
equipment — Test methods for laser beam power, energy
and temporal characteristics
1 Scope
This document specifies test methods for determining the power and energy of continuous wave and
pulsed laser beams, as well as their temporal characteristics of pulse shape, pulse duration and pulse
repetition rate. Test and evaluation methods are also given for the power stability of cw-lasers, energy
stability of pulsed lasers and pulse duration stability.
The test methods given in this document are used for the testing and characterization of lasers.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 11145, Optics and photonics — Lasers and laser-related equipment — Vocabulary and symbols
ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated
terms (VIM)
IEC 61040:1990, Power and energy measuring detectors, instruments and equipment f
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11554
Quatrième édition
2017-07
Optique et photonique — Lasers et
équipements associés aux lasers —
Méthodes d’essai de la puissance et
de l’énergie des faisceaux lasers et de
leurs caractéristiques temporelles
Optics and photonics — Lasers and laser-related equipment — Test
methods for laser beam power, energy and temporal characteristics
Numéro de référence
©
ISO 2017
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ii © ISO 2017 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et unités de mesurage . 2
5 Principes de mesurage . 3
6 Configuration de mesurage, appareillage d’essai et dispositifs auxiliaires .3
6.1 Préparation . 3
6.1.1 Sources ayant de petits angles de divergence . 3
6.1.2 Sources ayant de grands angles de divergence . 4
6.1.3 Mesure du RIN . 4
6.1.4 Mesurage de la fréquence de coupure aux petits signaux . 5
6.2 Contrôle des impacts environnementaux . 6
6.3 Détecteurs . 6
6.4 Optique de formation du faisceau . 8
6.5 Atténuateurs optiques . 8
7 Mesurages . 8
7.1 Généralités . 8
7.2 Puissance des lasers continus . 8
7.3 Stabilité de la puissance des lasers continus . 8
7.4 Énergie d’impulsion des lasers impulsionnels . 9
7.5 Stabilité de l’énergie des lasers impulsionnels . 9
7.6 Forme d’impulsion temporelle, durée d’impulsion, temps de montée, temps de
descente et puissance de crête . 9
7.7 Stabilité de la durée d’impulsion . 9
7.8 Fréquence de répétition des impulsions . 9
7.9 Bruit d’intensité relative, RIN . 9
7.10 Fréquence de coupure aux petits signaux . 9
8 Évaluation .10
8.1 Généralités .10
8.2 Puissance des lasers continus .10
8.3 Stabilité de puissance des lasers continus .11
8.4 Énergie d’impulsion des lasers impulsionnels .11
8.5 Stabilité de l’énergie des lasers impulsionnels .11
8.6 Forme d’impulsion temporelle, durée d’impulsion, temps de montée, temps de
descente et puissance de crête .12
8.7 Stabilité de la durée d’impulsion .13
8.8 Taux de répétition des impulsions .14
8.9 Bruit d’intensité relative, RIN .14
8.10 Fréquence de coupure aux petits signaux .14
9 Rapport d’essai .14
Annexe A (informative) Bruit d’intensité relative (RIN) .17
Bibliographie .19
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: w w w . i s o .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 172, Optique et photonique,
sous-comité 9, Systèmes électro-optiques.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 11554:2006), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Les changements suivants ont été faits:
a) Paragraphe 3.1: la définition du RIN a été changée afin d’harmoniser avec l’ISO 11145:2016;
b) Article 4, note 3: l’expression pour le calcul du dB a été corrigée;
c) Figure 3: l’explication de M a été modifiée;
d) Paragraphe 7.9: la mesure du RIN a été ajoutée, et l’ancien contenu du 7.9 a été déplacé en 7.10;
e) Paragraphe 7.10: l’explication du mesurage de la fréquence de coupure aux petits signaux a été
modifiée;
f) Paragraphe 8.9: l’explication du RIN a été ajoutée, et l’ancien contenu du 8.9 a été déplacé en 8.10;
g) Article 9, point 8): les paramètres pour le RIN ont été ajoutés, et l’ancien contenu du point 8) a été
déplacé au point 9);
h) Les numéros des équations ont été renumérotés.
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés

Introduction
Le mesurage de la puissance laser (de l’énergie pour les lasers impulsionnels) est un type courant
de mesurage effectué par les fabricants et les utilisateurs de lasers. Les mesurages de puissance
(énergie) sont nécessaires pour la classification de la sécurité des lasers, les spécifications de stabilité,
les spécifications de puissance maximale de sortie, la prévention des dommages, les exigences
d’application spécifique, etc. Le présent document fournit des lignes directrices relatives à la réalisation
des mesurages de puissance (énergie) des lasers aux fins de caractérisation de la stabilité. Les critères
de stabilité sont décrits pour des espaces temporels variés (par exemple le court terme, le moyen
terme et le long terme) et fournissent des méthodes visant à quantifier ces spécifications. Le présent
document couvre aussi les mesurages d’impulsions lorsque la vitesse de réponse du détecteur peut
être d’importance critique lors de l’analyse de la forme d’impulsion ou de la puissance de crête des
impulsions courtes. Pour normaliser le rapport de résultats de mesurage de la puissance (énergie), un
modèle de rapport est également inclus.
Le présent document est une norme de type B, comme énoncé dans l’ISO 12100.
Les dispositions du présent document peuvent être complétées ou modifiées par une norme de type C.
Noter que pour les machines qui sont couvertes par le domaine d’application d’une norme de type C et
qui ont été conçues et fabriquées selon les dispositions de cette norme, les dispositions de cette norme
de type C prévalent sur les dispositions de la présente norme de type B.
NORME INTERNATIONALE ISO 11554:2017(F)
Optique et photonique — Lasers et équipements associés
aux lasers — Méthodes d’essai de la puissance et de
l’énergie des faisceaux lasers et de leurs caractéristiques
temporelles
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie des méthodes d’essai pour la détermination de la puissance et de l’énergie
des faisceaux lasers continus et impulsionnels ainsi que leurs caractéristiques temporelles de forme
d’impulsion, de durée d’impulsion et du taux de répétition d’i
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NORME ISO
INTERNATIONALE 11554
Quatrième édition
2017-07
Optique et photonique — Lasers et
équipements associés aux lasers —
Méthodes d’essai de la puissance et
de l’énergie des faisceaux lasers et de
leurs caractéristiques temporelles
Optics and photonics — Lasers and laser-related equipment — Test
methods for laser beam power, energy and temporal characteristics
Numéro de référence
©
ISO 2017
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2017, Publié en Suisse
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
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Fax +41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.org
ii © ISO 2017 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et unités de mesurage . 2
5 Principes de mesurage . 3
6 Configuration de mesurage, appareillage d’essai et dispositifs auxiliaires .3
6.1 Préparation . 3
6.1.1 Sources ayant de petits angles de divergence . 3
6.1.2 Sources ayant de grands angles de divergence . 4
6.1.3 Mesure du RIN . 4
6.1.4 Mesurage de la fréquence de coupure aux petits signaux . 5
6.2 Contrôle des impacts environnementaux . 6
6.3 Détecteurs . 6
6.4 Optique de formation du faisceau . 8
6.5 Atténuateurs optiques . 8
7 Mesurages . 8
7.1 Généralités . 8
7.2 Puissance des lasers continus . 8
7.3 Stabilité de la puissance des lasers continus . 8
7.4 Énergie d’impulsion des lasers impulsionnels . 9
7.5 Stabilité de l’énergie des lasers impulsionnels . 9
7.6 Forme d’impulsion temporelle, durée d’impulsion, temps de montée, temps de
descente et puissance de crête . 9
7.7 Stabilité de la durée d’impulsion . 9
7.8 Fréquence de répétition des impulsions . 9
7.9 Bruit d’intensité relative, RIN . 9
7.10 Fréquence de coupure aux petits signaux . 9
8 Évaluation .10
8.1 Généralités .10
8.2 Puissance des lasers continus .10
8.3 Stabilité de puissance des lasers continus .11
8.4 Énergie d’impulsion des lasers impulsionnels .11
8.5 Stabilité de l’énergie des lasers impulsionnels .11
8.6 Forme d’impulsion temporelle, durée d’impulsion, temps de montée, temps de
descente et puissance de crête .12
8.7 Stabilité de la durée d’impulsion .13
8.8 Taux de répétition des impulsions .14
8.9 Bruit d’intensité relative, RIN .14
8.10 Fréquence de coupure aux petits signaux .14
9 Rapport d’essai .14
Annexe A (informative) Bruit d’intensité relative (RIN) .17
Bibliographie .19
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: w w w . i s o .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 172, Optique et photonique,
sous-comité 9, Systèmes électro-optiques.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 11554:2006), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Les changements suivants ont été faits:
a) Paragraphe 3.1: la définition du RIN a été changée afin d’harmoniser avec l’ISO 11145:2016;
b) Article 4, note 3: l’expression pour le calcul du dB a été corrigée;
c) Figure 3: l’explication de M a été modifiée;
d) Paragraphe 7.9: la mesure du RIN a été ajoutée, et l’ancien contenu du 7.9 a été déplacé en 7.10;
e) Paragraphe 7.10: l’explication du mesurage de la fréquence de coupure aux petits signaux a été
modifiée;
f) Paragraphe 8.9: l’explication du RIN a été ajoutée, et l’ancien contenu du 8.9 a été déplacé en 8.10;
g) Article 9, point 8): les paramètres pour le RIN ont été ajoutés, et l’ancien contenu du point 8) a été
déplacé au point 9);
h) Les numéros des équations ont été renumérotés.
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés

Introduction
Le mesurage de la puissance laser (de l’énergie pour les lasers impulsionnels) est un type courant
de mesurage effectué par les fabricants et les utilisateurs de lasers. Les mesurages de puissance
(énergie) sont nécessaires pour la classification de la sécurité des lasers, les spécifications de stabilité,
les spécifications de puissance maximale de sortie, la prévention des dommages, les exigences
d’application spécifique, etc. Le présent document fournit des lignes directrices relatives à la réalisation
des mesurages de puissance (énergie) des lasers aux fins de caractérisation de la stabilité. Les critères
de stabilité sont décrits pour des espaces temporels variés (par exemple le court terme, le moyen
terme et le long terme) et fournissent des méthodes visant à quantifier ces spécifications. Le présent
document couvre aussi les mesurages d’impulsions lorsque la vitesse de réponse du détecteur peut
être d’importance critique lors de l’analyse de la forme d’impulsion ou de la puissance de crête des
impulsions courtes. Pour normaliser le rapport de résultats de mesurage de la puissance (énergie), un
modèle de rapport est également inclus.
Le présent document est une norme de type B, comme énoncé dans l’ISO 12100.
Les dispositions du présent document peuvent être complétées ou modifiées par une norme de type C.
Noter que pour les machines qui sont couvertes par le domaine d’application d’une norme de type C et
qui ont été conçues et fabriquées selon les dispositions de cette norme, les dispositions de cette norme
de type C prévalent sur les dispositions de la présente norme de type B.
NORME INTERNATIONALE ISO 11554:2017(F)
Optique et photonique — Lasers et équipements associés
aux lasers — Méthodes d’essai de la puissance et de
l’énergie des faisceaux lasers et de leurs caractéristiques
temporelles
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie des méthodes d’essai pour la détermination de la puissance et de l’énergie
des faisceaux lasers continus et impulsionnels ainsi que leurs caractéristiques temporelles de forme
d’impulsion, de durée d’impulsion et du taux de répétition d’i
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