Глава 2

2.1 Методическое пособие по созданию голограммных дифракционных решеток

Цели и задачи: создание голограммной дифракционной решетки

Приборы и материалы: He-Ne красный газовый лазер, оптическая плита, автомобильная камера, светозащитный кожух, фонарь с зелеными светофильтрами, светоделительная пластина 50:50, сферическая линза (2 шт.), плоское зеркало, держатель фотопленки, пинцет, проявитель, закрепитель, осветлитель, дистиллированная вода

3

4

Схема:

1

5

2

4

Рис. 2

1 – красный He-Neлазер, 2 – светоделительная пластинка, 3 – зеркало, 4 – линзы, 5 – регистрирующая среда

Рис. 3 Фотография схемы

Рис. 4 Используемый лазер, длина волны 633нм

Собрать схему согласно рис. 1, закрыть кожух, в полной темноте на открытой диафрагме выдержать экспозицию 5 сек. Далее следует погрузить пленку в проявитель на 20 секунд, прополоскать в дистиллированной воде, погрузить в закрепитель на 1.5 минуты, прополоскать. При необходимости воспользоваться осветлителем. Высушить кадр.

2.2 Измерение периода дифракционной решетки

α

d

L

a

λα

Рис. 6

Рис. 5

, d

Было произведено 3 записи с различной длиной L и фиксированным значением a = 30мм. Таким образом, меняя параметры L и a можно менять период дифракционной решетки. Результат записи можно увидеть в приложении.

2.3 Экспериментальное задание

1. Собрать установку

2. Записать дифракционную решетку, по методу, указанному в пункте 2.1

3. Измерить период решетки по методике:

А) Включить питание на блоке лазерного излучателя.

Б) С помощью линейки измерить расстояние от дифракционной решетки до экрана.

В) Измерить расстояние на экране между максимумами одного порядка.

Г) По результатам измерений вычислить значение угла дифракции.

Д) Вычислить тангенс по формуле , гдеx_m – порядок максимума, L – рассотяние до экрана

Е) По формуле определить значение периода дифракционной решетки.

Ж) Оценить ошибку измерений.

Таблица

L, м	m	X, м

4. Измерить период дифракционной решетки по методике:

Здесь вторая методика

5. Повторить эксперимент не менее 4-х раз для оценки погрешности

6. Сравнить результаты и сделать выводы

Заключение

До недавнего времени в оптических приборах, в основном, применялись нарезные дифракционные решётки, которые изготавливались на специальных делительных машинах с применением технологии алмазной нарезки. Но в последние годы была разработана технология изготовления голограммных дифракционных решёток. Голограммные дифракционные решётки изготавливаются с использованием метода регистрации интерференционной картины от излучения лазерного источника. Такая регистрация осуществляется светочувствительным материалом, нанесенным на подложку. После химической обработки материала на поверхности подложки образуется рельефная структура штрихов с квазисинусоидальной формой профиля. Поверхность со структурой штрихов в дальнейшем металлизируется. Такая технология изготовления дифракционных решёток позволяет получить не только строго периодические решётки, но и решётки с переменным шагом, которые обладают фокусирующим действием.

К основным достоинствам голограммных дифракционных решёток можно отнести:

• высокие оптические и эксплуатационные параметры;

• расчёт и изготовление уникальных дифракционных решёток требуемой конфигурации с коррекцией волнового фронта для конкретных схем приборов заказчика.

Основные области применения голограммных дифракционных решёток:

1. спектральные приборы;

2. для сужения спектра излучения;

3. для компрессии лазерных импульсов;

4. в волноводной технике;

5. в качестве мер малой длины для калибровки микроскопов и других измерительных приборов;

6. для создания световых эффектов (лазерное шоу).