3 Задание

3.1 Полученные от преподавателя результаты измерений необходимо обработать в соответствии с п.5 и оформить домашнее задание в соответствии с требованиями п.6.

3.2 Для обработки предлагаются результаты измерений коэффициента эллиптичности пучка лазерного излучения, прошедшего через электрооптический элемент (описание методики в п.4).

4 Описание методиКи проведения измерений коэффициента эллиптичности пучка лазерного излучения

Схема размещения средств измерения приведена на рисунке 1.

1 - газовый лазер; 2 - механический модулятор; 3 - рейтер; 4 - направляющая; 5 - телескопическая трубка; 6 - зеркало; 7 - поляроид-поляризатор; 8 - диафрагма; 9 - элемент; 10 - приспособление; 11 - столик; 12 - рельс оптической скамьи; 13 - карданная оправа; 14 - поляроид-анализатор; 15 - набор ослабителей; 16 - держатель фильтров; 17 - фотоприемник; 18 - источник питания фотоприемника; 19 - селективный усилитель; 20 – экран.

Рисунок 1 - Схема размещения средств измерений

3.1 Сущность метода.

3.1.1 Поляризационно-оптический метод определения коэффициента эллиптичности (Р) поляризации пучка лазерного излучения, прошедшего через оптический элемент основан на измерении интенсивности света, прошедшего через систему, состоящую из двух поляроидов и элемента, помещенного между ними, при параллельных (I_) и скрещенных (I_) поляризаторах. Схема поляризационно-оптического метода представлена на рисунке 2.

1 - поляроид-поляризатор; 2 - оптический элемент; 3 - поляроид-анализатор.

Рисунок 2 - Схема поляризационно-оптического метода

3.1.2 Если в направлении распространения лазерного пучка в кристаллическом элементе имеется двупреломление (естественное или в следствие дефектности кристалла) то в кристалле в общем случае распространяются два луча с различными фазовыми скоростями.

На оптическом пути света (длина кристалла) между этими лучами набегает разность фаз . Амплитуда лучей определяется углом  между плоскостью поляризации поляроида-поляризатора и одной из полуосей эллипса центрального сечения оптической индикатрисы плоскостью перпендикулярной волновой нормали световой волны (рисунок 3).

П - поляроид-поляризатор; А - поляроид-анализатор;

1 - эллипс сечения оптической индикатрисы; 2 - полуоси эллипса.

Рисунок 3 - Схема к определению интенсивности света прошедшего через систему поляроид-элемент-поляроид

В общем случае из кристалла выходит эллиптически поляризованная волна.

Поляроид-анализатор сводит колебания двух световых лучей в одну плоскость, при этом реализуются условия возникновения интерференции. Интенсивность света, прошедшего через систему поляроид-кристалл-поляроид определяется следующими выражениями:

для случая скрещенных поляроидов (минимальная интенсивность)

I_ = I_O sin2 sin²(/2)

для случая параллельных поляроидов (максимальная интенсивность)

I_ = I_O [1 - sin2 sin²(/2)]

где I_O - интенсивность падающего света.

Так как интенсивность света, прошедшего через систему поляроид-кристалл-поляроид, зависит от положения плоскости поляризации падающего на кристалл света, то определяемая величина эллиптичности Р

I_

Р = 

I_

является характеристикой конкретного оптического элемента при заданной поляризации падающего лазерного пучка. Направление вектора напряженности электрического поля модулированного пучка лазерного излучения (положение плоскости поляризации по отношению к кристаллофизическим осям кристалла элемента или по отношению ребер элемента) должно соответствовать указанному в стандартах или технических условиях на элементы.