close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Исследование лазерного излучения - IT

код для вставкиСкачать
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1
Исследование лазерного излучения
1. Цель работы:
1.1. Экспериментальное
измерение
характеристик
излучения.
лазерного
2. Литература:
2.1. Фокин В.Г. Оптические системы передачи / Учебное пособие в 2-х
частях. – Новосибирск, СибГУТИ, 2002.
2.2. Скляров О.К. Современные волоконно-оптические системы
передачи, аппаратура и элементы. – М.: СОЛОН-Р, 2001.
2.3. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. – М.: Техносфера,
2003.
2.4. Иванов В.И. Оптические системы передачи – М., 1994.
2.5 Татаркина О. А. Волоконно-оптические системы передачи: конспект
лекций - Екатеринбург: Изд-во УрТИСИ ГОУ ВПО "СибГУТИ", 2008.
3. Основное оборудование:
3.1 Учебная лабораторная установка «Исследование характеристик
оптических источников и фотодиодов»
3.2 Программное обеспечение лабораторной работы - MathCAD.
3.3 Персональный компьютер.
4. Подготовка к работе:
4.1. Изучить теоретический материал, относящийся к данной работе по
литературе, конспекту лекций, методическим указаниям к настоящей
лабораторной работе.
4.2. Для самопроверки готовности к выполнению работы напишите в
отчет ответы на контрольные вопросы допуска к работе.
5.
Вопросы самопроверки
лабораторной работы:
для
допуска
к
выполнению
5.1 Дать определение лазера.
5.2 Нарисовать принципиальную схему лазера. Указать назначение
элементов схемы.
5.3 Перечислить типы квантовых переходов.
5.4 Записать распределение Больцмана. Указать условия его
применимости.
5.5 Какой смысл имеет термин "отрицательная температура"?
5.6 Нарисовать устройство гелий-неонового лазера. Какой тип накачки
используется в нем? Как осуществляется накачка? Указать роль атомов гелия
и неона.
1
5.7 Сравнить свойства спонтанного и вынужденного излучения.
5.8 Объяснить причину линейной поляризации гелий-неонового лазера.
В какой плоскости поляризовано выходящее излучение?
5.9 Сравнить характер излучения лазерного пучка и излучения,
выходящего из боковой поверхности газоразрядной трубки.
5.10 Что можно сказать об энтропии равновесного и когерентного
излучения?
5.11 Нарисуйте, как может выглядеть оптическая схема для расширения
лазерного пучка в 5 раз (и для сужения лазерного пучка в 5 раз). А также для
расщепления лазерного пучка на два.
5.12 Оцените максимальный порядок интерференции, который можно
наблюдать, используя лазер, ширина спектральной линии которого равна 1
МГц. Оцените длину когерентности.
5.13 Перечислите типы дифракций. Перечислить явления, лежащие в
основе действия дифракционной решетки. От чего зависит интенсивность и
ширина главных максимумов?
5.14 Проанализируйте раздел "Высокая мощность излучения" и рисунок
№7 (см. приложение). Укажите, какие факторы в наибольшей степени
влияют на мощность лазерного излучения?
6 Задание
6.1 Произвести оценку расходимости лазерного излучения, эксперимент
демонстрируется рисунком ниже:
6.1.1 Установите экран вблизи выходного окна лазера. В качестве
экрана может выступать бумажный лист. Измерьте диаметр лазерного пучка
в горизонтальном и вертикальном направлениях.
6.1.2 Переместите экран на расстояние не менее двух метров от лазера
(можно использовать стену). Повторите измерения горизонтального и
вертикального диаметров лазерного пука.
6.1.3 Измерьте расстояние между двумя положениями экрана, угол
расходимости лазерного пука можно оценить по формуле:
2

d 2  d1
2M
6.1.4 Оцените горизонтальную и вертикальную расходимость пучка. По
формуле 5 (см. приложение) оцените дифракционную расходимость лазера.
Сделайте вывод о качестве юстировки лазера.
6.2 Произведите анализ характеристик поляризации излучения.
6.2.1 Установите на конце лазерного излучателя поляроид, и вращая его
вокруг оси пучка, пронаблюдайте за изменением интенсивности света,
опишите и объясните наблюдаемую картину. Постройте графики
зависимости интенсивности света от углов поворота поляроида. Укажите
углы, при которых поляроид полностью гасит излучение.
6.3 Произведите расчет длины когерентности, если время жизни атома
составляет N сек. Данные, необходимые для расчета приведены в таблице
ниже.
Вар
N, сек
1
0.4
2
0.5
3
0.6
4
0.7
5
0.8
6
0.9
Так же определите, чему равна ширина спектрального интервала.
Оцените, как меняется длина когерентности с увеличением ширины
спектрального интервала. Сделайте вывод по результатам расчетов.
6.4 Определите угол дифракционной (минимальной) расходимость
излучения. Данные, необходимые для расчета приведены в таблице ниже.
Вар
а
 мкм
1
0.4
1550
2
0.5
1310
3
0.6
1550
4
0.7
1310
5
0.8
1550
6
0.9
1310
Сделайте вывод об изменении дифракционной расходимости с
увеличением диаметра первоначального пучка оптического излучения.
3
ПРИЛОЖЕНИЕ
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа