Описание экспериментальной установки.

В состав установки входят:

1. фабричный лазер типа ЛГН-215 (длина волны излучения λ=6328Å);

2. эталон (интерферометр) Фабри-Перо;

3. фотографическая камера УФ-89;

4. набор линз, вставляемых в держатель;

5. набор светофильтров (фильтры могут вставляться в специальный держатель);

6. матовое стекло;

7. лупа для рассматривания картины на матововом стекле камеры УФ-89.

Установка смонтирована на оптической скамье.

В настоящей лабораторной работе используется интерферометр Фабри-Перо типа ИТ-17а. Прибор установлен на оптический столик, который может наклоняться или разворачиваться в горизонтальном направлении с помощью винтовой подачи. Зеркала интерферометра — плоские тщательно обработанные стеклянные пластины с напыленными зеркальными слоями, зажаты внутри полированного корпуса с помощью трех юстировочных винтов. Диэлектрические слои зеркал обращены навстречу друг другу, внуть корпуса.

Чтобы избежать помех от добавочной интерференции лучей, отражающихся от зеркальной и незеркальной поверхностей, пластина обычно изготовляется так, чтобы две ее поверхности составляли угол от 1⁰ до 30' (в нашем интерферометре 30^').

Расстояние между зеркалами в ИТ-17а может варьироваться от 0,3 до 50 мм. Для этой цели в комплект интерферометра входит набор распорных промежуточнх колец, изготовленных из инвара или плавленого кварца. Промежуточное кольцо имеет с каждой стороны три выступа, прошлифованных до равной толщины с высокой точностью. Степень параллельности очень высока: например, кольцо длиной 150 ммотличается от номинала в различных точках не более чем на 10^-4 мм. Зеркала прижимаются к выступам на промежуточном кольце с помодью трех легких юстировочных винтов, действующих на одно из зеркал через упругие стальные пластины. Второе зеркало фиксируется опорным кольцом.

Для выполнения работы интерферометр собран с распорным кольцом толщиной l = 150 мм. Учитывая, что коэффициент отражения зеркал R=95℅, область дисперсии прибора Δλ=1,3*10^-2 Å(Δυ = 3*10^-3 см^-1).

Практическое разрешение прибора во многом зависит от качества юстировки.

Измерение расходимости лазерного пучка

Измеряется сечение пучка лазера, работающего в многомодовом режиме на различных расстояниях от выходного зеркала. Результат представляется в виде графика, где по оси ординат отложено сечение пучка, а по оси абсцисс – расстояние l. Направленность излучения лазера в каждой точке определяется величиной производной da/dl, а общая расходимость пучка – величина da/dl при l→∞.

Размер сечения пучка измеряется визуально по шкале на калибровочной бумаге. При измерениях пучок следует пропускать через фильтр, чтобы пятно на бумаге не было слишком ярким. Размер пучка определяется по крайним пятнам. Вся структура пучка такова, что его сечение не крутое, то следует вести измерения размеров в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Максимальное расстояние от входного зеркала при измерениях расходимости пучка. Камеру в процессе выполнения упражнения следует убрать в сторону, либо воспользоваться системой поворотных зеркал или призм.