Лабораторная работа6

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И ЗОЛОТА»

Кафедра физики

Лабораторная работа № 2

Изучение работы лазера.

Студенты группы

Преподаватель

Красноярск 2008 г.

Цель работы: определение длины волны лазерного излучения в видимой области с помощью дифракционной решётки; определение степени поляризации лазерного излучения.

Приборы: гелий-неоновый лазер непрерывного действия, дифракционная решётка, призма Николя в оправе, люксметр, экран, оптическая скамья с рейтерами, линейка.

1. Теоретическая часть.

Принцип работы лазера или оптического квантового генератора основан на трёх фундаментальных идеях, родившихся в разное время в различных областях физики. Первая идея связана с использованием вынужденного излучения света атомами системы, открытого Эйнштейном 1917 году при теоретическом изучении некогерентного теплового излучения. Вторая идея заключается в применении термодинамически неравновесных систем, в которых возможно усиление, а не поглощение света. Она была высказана В. А. Фабрикантом в 1940 году. Третья идея, берущая начало в радиофизике, состоит в использовании положительной обратной связи для превращения усиливающей системы в генератор когерентного излучения. Для этой цели служит оптический резонатор.

Любая квантовая система является квантовой с дискретным рядом разрешённых энергетических уровней. Поглощение и испускание электромагнитного излучения фотонов связано с переходом электронов с одного разрешённого уровня на другой. Поглощение энергии приводит к переходу вверх, а переход вниз связан с излучением. Излучение существует двоякого рода: спонтанное (самопроизвольное), и индуцированное (вынужденное).

Среда в которой искусственно нарушено термодинамическое равновесие и заселённость верхнего уровня больше, чем нижнего называется активной средой.

2. Ход работы.

Определение длины волны излучения гелий-неонового лазера в видимой области спектра с помощью дифракционной решётки.

Дифракционная решётка с d=0,01 мм.

	Расстояния x от максимума нулевого порядка до максимумов разных порядков
	Вправо от «0»	Влево от «0»	среднее	Sin φ	λ (мкм)
1	0,014	0,013	0,0135	0,0673	0,6322
2	0,029	0,027	0,028	0,1387	0,6293
3	0,045	0,041	0,042	0,2057	0,6281
4	0,058	0,055	0,0565	0,2719	0,6279
5	0,074	0,07	0,072	0,3387	0,6272

Расстояние от дифракционной решётки до экрана L=0,2 м.

Среднее значение λ=0,6289 мкм.

Определение степени поляризации лазерного луча.

P=E_max-E_min/ E_max+ E_min-2E_ф

Emax1=23	Emin1=1
Emax2=25	Emin2=1
Emax3=27	Emin3=1

E_ф=0

E_cp=25

P=25-1/25+1=0.923

Вывод: мы определили длину волны излучения гелий-неонового лазера и степень поляризации лазерного луча.