- •Лабораторна робота №1. Дослідження ефективності узгодження волоконних світловодів з напівпровідниковими джерелами оптичного випромінювання
- •Загальні відомості.
- •1.3.1. Визначення числового значення коефіцієнта n.
- •1.3.2. Визначення числової апертури вс.
- •1.3.3. Визначення площі поперечного перерізу світловедучого осердя вс.
- •1.3.4. Визначення площ світловипромінюючих поверхонь джерел світла
- •1.3.5. Визначення ефективності узгодження волоконних світловодів з джерелами світла
- •2. Контрольні запитання
- •3. Вимоги до складання звіту
1.3.3. Визначення площі поперечного перерізу світловедучого осердя вс.
Для визначення площі поперечного перерізу світловедучого осердя ВС, торець ВС із зформованим на ньому якісним сколом (як правило, для цього використовують відрізок ВС, для якого щойно визначався апертурний кут) розміщують під мікроскопом. Для проведення цього експерименту в даній лабораторній роботі використовується стереоскопічний мікроскоп типу МБС-9, в одному з окулярів якого є мірна шкала з відомою ціною поділки. Вимірювання діаметра світловедучого осердя ВС слід проводити при максимальному збільшенні мікроскопа (що відповідає цифрі “7” на перемикачі діапазонів збільшення; ціна малої поділки мірної шкали складає у цьому випадку 14 мкм), досягши отримання чіткого зображення торця ВС. Для зручності проведення вимірювання торець ВС слід підсвічувати за допомогою штатного для даного мікроскопа освітлювача, виконаного на основі лампи розжарювання і оптичної лінзової системи, яка формує малорозбіжний світловий потік. Додатково при цьому протилежний (вільний) торець ВС слід спрямувати на будь-яке ДС (наприклад, на вікно, якщо вимірювання проводяться вдень, або в бік освітлювальної лампи) з тим, щоб торець світловедучого осердя трохи світився на фоні загального торця ВС, що полегшить проведення відліку числа поділок мірної шкали на фоні торця світловедучого осердя ВС. Разом з вимірюванням діаметра світловедучого осердя ВС слід виміряти також діаметр кварцевої світлоізолюючої оболонки ВС та діаметр його захиснозміцнювального полімерного покриття, з тим, щоб у звіті можна було навести рисунок структури досліджуваних ВС.
Вимірювання величин діаметрів слід виконати для обох типів ВС одно- і багатомодового.
1.3.4. Визначення площ світловипромінюючих поверхонь джерел світла
Для виконання цього пункту роботи джерела світла також слід розміщувати під тим же мікроскопом типу МБС-9. Для забезпечення мінімальної похибки вимірювання також слід проводити при максимальному збільшенні мікроскопа (перемикач діапазонів збільшення мікроскопа встановити на цифру “7”; нагадаємо, що ціна малої поділки мірної шкали в окулярі мікроскопа складає у цьому випадку 14 мкм).
Для зручності проведення вимірювання світловипромінюючої площі СВД він закріплений у спеціальному кронштейні і через нього під’єднаний до блоку живлення. Це дозволяє, ввімкнувши в мережну розетку блок живлення, “засвітити” СВД на час вимірювання для того, щоб він сам себе підсвічував і було зручніше спостерігати в мікроскопі і його світловипромінюючу поверхню, і мірну шкалу.
Оскільки світловипромінююча поверхня СВД має форму квадрата, досить виміряти довжину а однієї з його сторін.
Для визначення розміру світловипромінюючої площі напівпровідникового лазера, його також розміщують під мікроскопом, підсвічуючи вихідний торець його напівпровідникового кристалу штатним освітлювачем мікроскопа. Оскільки випромінювання такого лазера лежить в інфрачервоному діапазоні довжин хвиль і воно невидиме для неозброєного ока, то виміряти безпосередньо розміри світловипромінюючої поверхні лазера (див.мал.2) ми в даній роботі не в змозі. Отримавши в полі зору мікроскопа чітке зображення вихідного торця напівпровідникового кристалу, ми, за допомогою мірної шкали, розташованої в одному з окулярів мікроскопа, можемо виміряти безпосередньо лише зовнішні розміри всього торця кристалу (див. мал.2). Розміри ж, власне, світловипромінюючої поверхні b c (див. мал.2) визначимо розрахунково, взявши в якості їх по 0,2 від розмірів всього, повного торця кристалу (див.мал.2).