Порядок выполнения работы

Определение размеров источника света и угла когерентности.

1. Установить на оптическую скамью 1 приборы согласно рис. 4 (кроме двойной щели 5) и наблюдать зернистое распределе­ние интенсивности света на экране 6. Привести матовое стекло 4 во вращение и наблюдать картину на экране. Сделать заключение о результатах наблюдения.

2. Перемещая матовое стекло 4 относительно линзы 3, добиться, чтобы зерна на экране стали как можно больше. Измерить расстоя­ние от линзы до матового стекла (оно равно фокусному расстоянию линзы f если луч лазера считать параллельным).

3. Поместив на место линзы лист бумаги, измерить диаметр лазерного пучка D. Вернуть линзу на место.

4. Перемещая матовое стекло вдоль скамьи, получить на экране зерна такого размера, чтобы двойная щель, поставленная между экраном и матовым стеклом, оказалась внутри светового конуса одного зерна среднего размера. Измерить расстояние l от линзы до матового стекла.

5. Привести матовое стекло в быстрое вращение.

6. При вращающемся матовом стекле перемещать двойную щель ближе к матовому стеклу до тех пор, пока не исчезнут интерференционные полосы на экране. Зафиксировать расстояние а от ма­тового стекла до двойной щели в этот момент.

7. По измеренным фокусному расстоянию линзы f, диаметру лазерного пучка D и расстоянию l от матового стекла до линзы вычислить диаметр светящегося пятна.

8. По измеренному расстоянию от матового стекла до двойной щели а и заданному расстоянию h между щелями двойной щели вычислить угол когерентности: 2ω≈h/a.

9. Убедиться в выполнении теоретического условия пространственной когерентности для λ = 633 нм.

Определение времени когерентности и ширины спектрального интервала.

1.Установить подвижное и неподвижное зеркала симметрично относительно полупрозрачного, для того чтобы разность хода интерферирующих пучков была приблизительно равна нулю. Полу­чить интерференционную картину. Зафиксировать l₁ — положе­ние зеркала 7 (рис. 5).

2.Отодвигать зеркало 7 до тех пор, пока на экране вместо полос не появится равномерная освещенность. Зафиксировать l₂.

3.Вычислить длину когерентности как удвоенное расстояние между зафиксированными в п. 1 и 2 положениями: L = 2 (l₂- l₁).

4.Вычислить время когерентности ∆τ (из соотношения L = c∆τ).

5.Вычислить ширину спектрального интервала. Определить согласованность полученных результатов с формулой (7).

6.Вычислить наибольшее число m возможных интерференционных полос.

7.Составить отчет о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Свойства лазерного излучения.

2. Пространственная и временная когерентность излучения лазера.

3. Методы определения пространственной и временной когерентности лазерного излучения.

Литература

1. Калитеевский Н. И. Волновая оптика. Л., 1971.

2. Ландсберг Г. С. Оптика. М., 1976.

3. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 3. М., 1973.

4. Фриш С. Э., Тиморева А. В. Курс общей физики, т. 3. М., 1962.

5. Карлов Н. В. Лекции по квантовой электронике. М. : Наука, 1983.

Лабораторная работа № 4 измерение формы и длительности импульса излучения твердотельного лазера

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение методов измерения формы и длительности импульсов излучения лазера, измерение

длительности и формы лазерного излучения твердотельных лазеров осциллографическим методом.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: твердотельный лазер на АИГ, акустооптический переключатель добротности резонатора лазера, фотоэлектрический приемник лазерного излучения, осциллограф, запоминающий осциллограф.