По интерференционному методу

рис. 7

Схема лабораторной установки для измерения

По энергетическому методу

рис.8

3.Порядок проведения работы

Ознакомиться с теоретической частью работы и подготовить ответы на контрольные вопросы.

1 часть. Измерение параметров преобразованного гауссова пучка интерференционным методом.

1. Рассчитать параметры z₀₁, z_K1, 2θ₁ гауссова пучка, формируемого лазером ЛГН-208А и пучка, преобразованного оптической системой (расстояние b₂ между лазером и объективом задается преподавателем).

2. На лабораторной установке (рис. 7) для преобразованного гауссова пучка провести измерения величин α₁, Δ_XK(α₁), α₂, Δ_XK(α₂) (при выбранном K) и расстояние Δz.

3. Рассчитать экспериментальные значения параметров r^Э₀₁, z^Э_K1, 2θ^Э₁ для преобразованного пучка. Провести сравнение теоретических и экспериментальных значений параметров.

2 часть. Измерение параметров гауссова пучка, формируемого лазером, энергетическим методом.

1. Рассчитать параметры z₀₂, z_K2, 2θ₂ гауссова пучка для лазера ЛГН-203.

2. На лабораторной установке (рис. 8) провести измерение величин P, P_S(z₁), P_S(z₂), z₁₂.

3. Рассчитать экспериментальные значения параметров r^Э₀₂, z^Э_K2, 2θ^Э₂, и сравнить их с теоретическими значениями. Оформить отчет по лабораторной работе, который должен содержать основание содержания теоретической части, используемые в расчетах формульные зависимости, схемы лабораторных установок и результаты экспериментов, расчеты, проведенные при нахождении теоретических и экспериментальных параметров гауссовых пучков.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается метод последовательных приближений, используемый при нахождении поля устойчивого резонатора. Решением какого интегрального уравнения является выражение (3)?

2. Как используется матричная оптика для анализа гауссовых пучков?

3. Каким образом обосновывается возможность применения, и как используются методы геометрической оптики для анализа преобразования гауссовых пучков оптической системы? Какую форму для гауссова пучка имеют лучи в их классическом определении?

4. По известному распределению энергии в сечении пучка и положению этого сечения относительно фокальных и главных плоскостей оптической системы построить распределение энергии в оптически сопряженном сечении.

5. По известным форме огибающей гауссова пучка и положениям главных и фокальных плоскостей оптической системы найти графически расходимость пучка, преобразованного этой системой. Как может быть найдено сечение перетяжки преобразованного пучка?

6. На каких свойствах гауссовых пучков основаны описанные методы измерений его параметров?

7. Решением каких систем уравнений являются выражения (29') и (31), используемые при расчете параметров пучков по результатам измерений?

8. При применении диафрагмы с круглым отверстием в энергетическом методе существенно упрощается обработка результатов. Почему диафрагма такой формы не использована в установке? Как изменится расчет, если щелевую диафрагму заменить на непрозрачную полосу, дополнительную к щели?

9. Какие допущения приняты при теоретическом описании результата интерференции смещенных гауссовых пучков?

10. Какие погрешности в лабораторных установках наиболее существенно влияют на точность экспериментально определяемых параметров