ISO 11551:2026

Norme
internationale
ISO 11551
Quatrième édition
Optique et photonique — Lasers et
2026-08
équipements associés aux lasers
— Méthode d'essai du facteur
d'absorption des composants
optiques pour lasers
Optics and photonics — Lasers and laser-related equipment —
Test method for absorptance of optical laser components
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2026
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, 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, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
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 mesure . 2
5 Préparation de l’échantillon d’essai et du dispositif de mesurage . 2
6 Éléments caractéristiques du faisceau laser . 4
7 Mode opératoire . 5
7.1 Généralités .5
7.2 Étalonnage .5
7.2.1 Étalonnage du signal de puissance de rayonnement .5
7.2.2 Étalonnage du signal de température .5
7.2.3 Étalonnage de la réponse thermique .5
7.2.4 Mesurage du bruit de fond .6
7.3 Détermination du facteur d’absorption .6
8 Évaluation . 6
8.1 Généralités .6
8.2 Élimination de la dérive .7
8.3 Méthode exponentielle .7
8.4 Méthode de l’impulsion .8
9 Rapport d’essai . 9
Annexe A (informative) Phénomènes modifiant le facteur d’absorption .11
Annexe B (informative) Influence des distorsions du signal . 14
Annexe C (informative) Algorithme de paramétrisation des données de température . 17
Bibliographie .18

iii
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’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n'avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de
tels droits de propriété.
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 www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 172, Optique et photonique, Sous-comité
SC 9, Lasers et systèmes électro-optiques en collaboration avec le Comité européen de normalisation (CEN)
comité technique CEN/TC 123 Lasers et photonique, conformément à l’Accord de coopération technique entre
l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 11551:2019), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— harmonisation des termes et des conditions environnementales avec les normes actuelles de mesure
laser;
— ajustements mineurs des formules et des figures;
— texte modifié et figures ajoutées en A.1 et A.3.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/members.html.

iv
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 absorbée, ce qui augmente
la température de ce composant. Dans le présent document, seule la partie de la puissance/énergie de
rayonnement absorbée, qui est convertie en chaleur, est mesurée. Si une quantité suffisante d’énergie de
rayonnement est absorbée, les propriétés optiques du composant 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 le présent document, le facteur d’absorption est déterminé par
calorimétrie comme étant le rapport de la puissance de rayonnement ou de l’énergie de rayonnement absorbée
par le composant à la puissance de rayonnement ou à l’énergie de rayonnement totale, respectivement,
atteignant le composant en question. Il est supposé que le facteur d’absorption de l’échantillon d’essai reste
constant dans la plage de variation de température à laquelle est soumis le composant au cours du mesurage.

v
Norme internationale ISO 11551:2026(fr)
Optique et photonique — Lasers et équipements associés
aux lasers — Méthode d'essai du facteur d'absorption des
composants optiques pour lasers
AVERTISSEMENT — Les mesures calorimétriques au laser peuvent impliquer des lasers de haute
puissance, dont l’utilisation peut comporter des risques importants, notamment, sans être limité à,
des blessures oculaires aux personnes, des brûlures au laser sur des personnes ou sur du matériel,
l’inflammation de matériaux, la formation de débris de matières toxiques dans le substrat ou le
revêtement, des risques électriques. Il incombe à l’utilisateur de se conformer aux lignes directrices
et règlementations locales pour sa configuration particulière.
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie les modes opératoires et les techniques utilisés pour obtenir des valeurs
comparables du facteur d’absorption des composants optiques pour lasers.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des exigences du
présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées,
la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 11145, Optique et photonique — Lasers et équipements associés aux lasers — Vocabulaire et symboles
ISO 14644-1, Salles propres et environnements maîtrisés apparentés — Partie 1: Classification de la propreté
particulaire de l'air
ISO 80000-7, Grandeurs et unités — Partie 7: Lumière et rayonnements
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 11145 et l’ISO 80000-7,
ainsi que les suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
facteur d’absorption
a
rapport du flux énergétique absorbé au flux énergétique du rayonnement incident
Note 1 à l'article: La définition du facteur d’absorption utilisée pour le présent document est limitée aux processus
d’absorption qui convertissent l’énergie de rayonnement absorbée en chaleur. Pour certains types d’optiques et de
rayonnements, des processus additionnels non thermiques peuvent conduire à des pertes d’absorption qui ne seront
pas détectées par le mode opératoire décrit ici (voir l’Annexe A).

4 Symboles et unités de mesure
Les symboles et les unités de mesure utilisés sont les suivants.
Tableau 1 — Symboles et les unités de mesure
Symbole Définition Unité
c Capacité thermique de l’échantillon d’essai, du support, etc. J/(K)
eff
c Capacité calorifique spécifique de l'échantillon d'essai J/(kg·K)
p
d , d Largeur du faisceau sur l’échantillon d’essai mm
σx σy
m Masse de l’échantillon d’essai, du support, etc. kg
i
P Puissance de rayonnement continu W
P Puissance moyenne du laser en mode d’impulsions continu W
av
Puissance de rayonnement de crête typique du laser en mode d’impul-
P W
pk
sions à répétition
t Durée d’irradiation s
B
t Durée du refroidissement s
C
t Durée de la dérive s
D
Δt Intervalle de temps s
T Température ambiante K
amb
ΔT Différence de température K
a Facteur d’absorption 1
β Angle d’incidence Rad
γ Coefficient de perte thermique 1/s
λ Longueur d’onde nm
κ Conductivité thermique W/(m·K)
η Densité massique kg/m
σ Somme des erreurs —
min
Q Source de chaleur W/m
5 Préparation de l’échantillon d’essai et du dispositif de mesurage
L’entreposage, le nettoyage et la préparation des échantillons d’essai sont effectués conformément aux
instructions données par le fabricant pour une utilisation normale.
L’environnement du lieu d’essai doit être adapté à l’application et à la longueur d’onde d’essai. Il convient
qu’il soit constitué d’air filtré, exempt de poussières, dont l’humidité relative est comprise entre 40 % et
60 %. La poussière résiduelle doit être réduite conformément à la classe 7 des salles propres telle que définie
dans l’ISO 14644-1. Toutefois, certaines plages spectrales spécifiques pourraient exiger des environnements
purgés à l’azote (UV profonds) ou humidité nulle (plusieurs longueurs d’onde dans les IR). Pour la plage des
UV profonds, il convient que la qualité de l’azote soit égale ou supérieure à 99,999 %. Si ces conditions ne
peuvent pas être réunies, l’absorption au sein de l’atmosphère environnante sera incluse dans le résultat
de l’essai. Il est très important que l’atmosphère soit exempte de courants d’air pour que les perturbations
thermiques et la perte de chaleur par convection soient aussi faibles que possible. Les mesurages dans
l’atmosphère ambiante ou dans le vide peuvent avoir des influences différentes sur le facteur d’absorption
mesuré.
Un laser doit être utilisé comme source de rayonnement. Pour réduire au minimum les causes d’erreurs,
la puissance du laser choisie pour les mesurages doit être aussi élevée que possible, mais sans provoquer
de détérioration du composant. À irradiance élevée, il faut s’assurer que l’échantillon n’est pas endommagé.
Cela doit être garanti par le fait que la mesure doit être reproductible dans les limites d’erreur spécifiées.

La longueur d’onde, l’angle d’incidence et l’état de polarisation du rayonnement laser utilisé pour le mesurage
doivent correspondre aux valeurs spécifiées par le fabricant pour l’utilisation de l’échantillon. Si ces trois
grandeurs sont également spécifiées sous forme de plages de valeurs, toute combinaison de longueur d’onde,
d’angle d’incidence et d’état de polarisation peut être choisie dans les plages en question. L’absorption d’un
composant optique peut dépendre de paramètres supplémentaires, par exemple l’irradiance ou la dose
d’irradiation. Dans ces cas, il convient de choisir la séquence de mesurage individuellement. Voir l’Annexe A
pour plus d’informations.
L’échantillon d’essai est monté sur un support adapté. Il est préférable de monter l'échantillon de manière
à minimiser tout contact thermique entre l'échantillon et le support. Dans cette disposition, le capteur
thermique est fixé directement sur la surface de l'échantillon. Le contact thermique reproductible entre
le capteur thermique et la surface de l'échantillon est important. Il convient également de prendre des
précautions pour maintenir une impédance thermique constante entre l'échantillon et le support. La
précision de l'étalonnage dépend essentiellement de l'emplacement du capteur thermique, du matériau
de l'échantillon et de la géométrie de l'échantillon. Voir l’Annexe B pour une analyse détaillée de ces
considérations.
Il peut être difficile de fixer le capteur thermique à un petit échantillon d'essai ou à un échantillon de
forme irrégulière. Un tel échantillon est monté sur le support de manière à maximiser le contact thermique
entre l'échantillon et le support, tandis que le capteur thermique est fixé ou intégré au support. Le contact
thermique reproductible entre le capteur thermique et le support est important. Il convient également
de prendre des précautions pour maintenir une impédance thermique constante entre l'échantillon et le
support.
Pour accroître la précision des mesurages, il convient de monter l’échantillon à l’intérieur d’une enceinte
calorifugée, avec une ouverture pour le faisceau laser. Une attention particulière doit être apportée pour
assurer que le mesurage de température n’entraîne aucune variation de la température de l’échantillon.
Il convient de disposer des diaphragmes appropriés dans le trajet du faisceau, devant et derrière l’échantillon,
pour s’assurer que seul ce dernier est irradié par le faisceau d’essai et qu’aucun rayonnement réfléchi ou
parasite ne risque d’atteindre le support ou les parois de l’enceinte. Il convient de réduire le plus possible
le nombre d’optiques de transmission utilisées pour le guidage du faisceau afin de réduire les distorsions
possibles par réflexions multiples ou rayonnement diffusé. Les faisceaux partiels transmis et réfléchis
doivent être dirigés vers des pièges à faisceau avec une rétrodiffusion minimisée.
La Figure 1 représente un dispositif de mesurage schématisé. L’utilisation du miroir concave M1 est
recommandée pour former l’image de la fenêtre de sortie du laser sur l’échantillon, de façon à éviter un
rayonnement diffracté pouvant avoir une influence sur le mesurage.

Légende
1 laser
2 miroir M1
3 axe optique
4 miroir M2
5 enceinte d’essai
6 support d’échantillon
7 échantillon d’essai
8 ordinateur personnel
9 arrêt du faisceau
10 capteur thermique
11 unité de commande
12 détecteur de puissance de rayonnement
Figure 1 — Dispositif typique de mesurage du facteur d’absorption
6 Éléments caractéristiques du faisceau laser
Les grandeurs physiques suivantes sont nécessaires pour caractériser le rayonnement laser utilisé pour
l’essai:
— longueur d’onde, λ;
— angle d’incidence, β;
— état et degré de polarisation;
— largeur du faisceau sur l’échantillon d’essai, d , d ;
σx σy
— puissance moyenne de rayonnement, P , des lasers continus ou à impulsions continues;
av
— puissance de rayonnement de crête typique, P , et énergie pulsée Q dans le cas de lasers impulsionnels;
pk
— durée de l’irradiation, t .
B
7 Mode opératoire
7.1 Généralités
Les essais auxiliaires suivants doivent être menés régulièrement et à chaque fois que le dispositif de
mesurage a été modifié.
7.2 Étalonnage
7.2.1 Étalonnage du signal de puissance de rayonnement
Étalonner le signal de puissance de rayonnement en plaçant un détecteur de puissance laser étalonné à
l’endroit des composants d’essai et comparer la puissance laser mesurée au signal du moniteur de puissance
utilisé pendant les essais du facteur d’absorption, afin d’aboutir à un étalonnage correct.
7.2.2 Étalonnage du signal de température
Étalonner le signal de température en fixant un échantillon d’essai solidaire d’un capteur thermique étalonné
au support d’échantillon. Comparer les signaux de température de ce capteur étalonné à ceux des capteurs
utilisés pendant les essais du facteur d’absorption tout en faisant varier lentement la température ambiante
sur la plage de linéarité des capteurs de température à la température d’essai type.
7.2.3 Étalonnage de la réponse thermique
Pour certains types de matériaux et de formes d’échantillon, l’augmentation de température induite par
la chaleur absorbée peut différer de la réponse théorique prévisible pour les matériaux idéaux avec une
conductivité thermique infinie. Dans ces cas, un facteur de correction f doit être déterminé, lequel compense
c
l’influence d’un tel phénomène sur les résultats de l’essai du facteur d’absorption. Le facteur f est égal à un
c
si l’influence de la conductivité thermique limitée peut être négligée. Pour dériver une valeur correcte de f ,
c
il est nécessaire que le schéma de chauffage de la routine d’étalonnage soit cohérent avec la caractéristique
de chauffage des échantillons soumis à essai. Les absorbeurs en surface doivent être associés à un facteur
de correction dérivé d’un étalonnage basé sur le chauffage de la surface. Et un absorbeur dans la masse doit
être corrigé avec un échantillon d’étalonnage chauffé dans la masse.
Pour l’étalonnage, un échantillon de référence ayant un facteur d’absorption connu, identique aux
échantillons à étudier pour ce qui concerne la géométrie du substrat et diffusion thermique, est soumis à
l’essai de facteur d’absorption décrit en Annexe B. La durée d’irradiation et la méthode d’évaluation utilisée
pour l’étalonnage doivent être les mêmes que pour l'échantillon à soumettre à essai.
Selon la méthode d’évaluation utilisée pour l’essai du facteur d’absorption, le facteur de correction peut être
calculé en substituant la valeur du facteur d’absorption connu de l’échantillon d’étalonnage connu pour a
dans les Formule (2) (voir 8.3) ou Formule (5) (voir 8.4), et en les résolvant pour f .
c
Un facteur d’absorption connu peut être obtenu en appliquant un revêtement fin et hautement absorbant
sur la surface de l’échantillon qui est irradiée. Des valeurs élevées du facteur d’absorption peuvent être
déterminées avec une exactitude suffisante, c’est-à-dire en mesurant la proportion de rayonnement
transmis, réfléchi et diffusé. Pour les essais de facteur d’absorption à valeurs élevées, il convient que la
puissance du laser soit atténuée convenablement afin d’éviter des dommages aux échantillons et d’assurer
que l’augmentation de température résultante est du même ordre de grandeur que la température obtenue
pour des mesurages classiques. Ce mode opératoire s’applique uniquement aux échantillons ayant une
absorption en surface élevée, où l’absorption dans la masse peut être négligée.
En alternative à l’irradiation d’un échantillon étalonné ayant un facteur d’absorption connu avec le faisceau
laser, l’énergie thermique peut être déposée électriquement sur l’échantillon d’essai en fixant une résistance
électrique à la surface soumise à l’essai. La puissance électrique absorbée est donnée par RI , où R désigne
la résistance électrique et I le courant électrique pendant l’irradiation. Il convient de veiller à assurer un
bon contact thermique entre la résistance et l’échantillon. Il convient en outre, particulièrement dans le cas
des échantil
...