2.2. Підготовка до виконання лабораторної роботи.

Необхідні матеріали та прилади.

ПОПЕРЕДЖЕННЯ! Густина енергії в потоці лезерного випромінювання є досить високою, а тому при проведенні даної лабораторної роботи будьте уважними та слід­куйте, щоб лазерне випромінювання випадково не потрапило нікому до очей! Навіть відбите від блискучих поверхонь предметів, що є в лабораторії! Слідкуйте, щоб вихід­ний отвір лазера, котрий в даний момент не використовується при виконанні лабора­торної роботи, завжди був закритий непрозорою шторкою!

В ході даної роботи необхідно дослідити параметри оптичних потоків двох типів Не-Ne лазерів: ЛГН-75 та ЛГ-207. Перед початком цієї лабораторної роботи, керівники зав­часно вмикають лазери і приводять їх до робочого стану.

Окрім лазерів, для виконання цієї лабораторної роботи будуть необхідні ще такі при­лади та інструменти:

• Вимірювач потужності потоків оптичного випромінювання.

• Оптичний мікроскоп.

• Лінійка з міліметровими поділками.

• Рулетка з міліметровими поділками.

• Дифракційна гратка, зформована на прозорій основі.

• Оптичний цифровий СD диск.

• Поляризатор (аналізатор).

2.3. Хід виконання лабораторної роботи

2.3.1.Визначення потужності оптичого потоку лазера

і його коєфіцієта поляризації

Для визначення потужності потоку лазерного випромінювання, його спрямовують че­рез вхідний отвір у внутрішню порожнину голівки фотометра, слідкуючи при цьому, щоб промінь не торкався бічних стінок вхідного отвору. Голівка фотометра виконана у формі сферичної порожнистої моделі абсолютно чорного тіла. При цьому, на відміну від моделі абсолютно чорного тіла, внутрішня поверхня сферичної порожнини голівки вкрита білим матовим шаром з високим альбедо (кофіцієнтом відбиття), який дифузно розсіює світло­вий потік, що падає на нього. Збоку від напрямку падіння променя, у внутрішній порож­нині голівки закріплено кремнієвий фотодіод, відводи якого тонкими ізольованими дрота­ми виводяться назовні фотометричної голівки і під’єднуються до голівки чутливого мікро­амперметра, що являє собою електромеханічний вимірювальний прилад магнітоелектрич­ної системи. Світловий потік, що потрапляє всередину фотометричної голівки рівномірно розсіюється в її внутрішньому об’ємі і частина його потрапяє і на вхідне вікно фотодіода. Ввімкнений таким чином фотодіод працює в режимі генератора фотоелектрорушійної си­ли і в колі фотодіод  мікроамперметр протікає електричний струм, сила якого, очевидно, є пропорційною потужності потоку лазерного випромінювання, що надходить у внутріш­ню порожнину фотомеричної голівки.

Шкала мікроамперметра проградуйована в міліватах. На корпусі голівки мікроампер­метра є ще перемикач на два положення: “х1” та “х10”. В першому положенні перемикача потужність оптичного потоку зчитується зі шкали мікроамперметра безпосередньо, а в другому  для визначення потужності оптичного потоку, зчитані зі шкали покази слід до­множити на 10.

Визначити потужність оптичних потоків від обох типів лазерів.

Паралельно з вимірюванням потужності оптичних потоків лазерів слід провести вимі­рювання коефіцієнтів поляризаціїї для обох типів лазерів. Для цього відразу ж по закін­ченню вимірюваня потужності лазера, не порушуючи оптичного узгодження його з фото­метричною голівкою, розмістити на шляху розповсюдження лазерного променя пластинку поляризатора, так щоб промінь падав на неї перпендикулярно до її поверхні. Повертаючи пластинку навколо осі, що співпадає з променем лазера, досягти максимального відхилен­ня стрілки мікроамперметра, сполученого з фотометричною голівкою. Записати виміряне значення Р_макс. По тому, повернувши поляризатор в той чи інший бік навколо тієї ж осі на 90^о налаштувати його так, щоб стрілка мікроамперметра мала мінімальне відхилення. За­писати виміряне значення Р_мін. Коефіцієнт поляризації розрахувати за виразом:

(2)

Зауваження: Випромінювання Не-Nе лазерів є настільки високополяризованим, що коректно виміряти за допомого запропонованих в роботі приладів величину Р_мін є просто нереальним. Сенс цього пункту лабораторної роботи полягає, власне, в тому, щоб студен­ти переконалися в тому, що випромінювання Не-Nе лазера є дійсно високополяризова­ним. А тому обраховуваний за виразом (2) коефіцієнт поляризації, очевидно, буде настіль­ки близьким до 1, що не вагаючись відразу можна записати його рівним 1.