Порядок выполнения работы

1. Собрать схему представленную на рис.1

2. Провести калибровку фотоэлектрического измерителя с помощью ИКТ-1Н

3. Измерить энергию излучение рубинового лазера и лазера на неодимовом стекле для различных значений напряжения накачки.

4. Определить пороговую величину энергии накачки для рубинового лазера.

5. Провести обработку результатов измерений, построить графики зависимости энергии излучения от напряжения накачки.

6. Составить отчет о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Методы измерения энергетических характеристик лазерного излучения.

2. Фотоэлектрический метод.

3. Фотоэлектрические приемники лазерного излучения.

Литература

1. Иващенко П.А. Измерение параметров лазеров. – М.: Издательство стандартов, 1982.

2. Котюк А.Ф. Измерение энергетических параметров и характеристик лазерного излучения. – М.: Радио и связь, 1981.

3. Хирд г. Измерение лазерных параметров.: Пер. с англ.//Под ред. Ф.С. Файзуллова. – М.: Мир, 1970.

4. Андрушко Л.М., Байбородин Ю.В., Блохин С.В. и др. Справочник по лазерной технике. – Киев.: Технiка, 1978.

Лабораторная работа № 4 измерение расходимости лазерного излучения

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение методов измерения расходимости лазерного излучения, измерение расходимости излучения He-Ne лазера и лазера на АИГ методом фокального пятна.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: He-Ne лазер, лазер на АИГ, положительная линза, диафрагма с плавно изменяющимся диаметром, фотоприемник, осциллограф.

Теоретическое введение

В лазерной технике используются два метода опре­деления расходимости лазерного излучения. В первом случае, говоря о рас­ходимости, имеют в виду так называемую «расходи­мость по заданному уровню интенсивности»; это - ши­рина диапазона углов, в котором интенсивность составляет не менее заданной от максимального значе­ния. Это определение чаще используется для характе­ристики одномодовых, близких к гауссовым, пучков. Однако реальные излучатели часто имеют широкие «крылья» распределения, на которые приходится значи­тельная часть мощности, либо несколько максимумов. Поэтому величина расходимости по заданному уровню интенсивности, т.е. по существу центрального макси­мума распределения, не очень показательна, если неиз­вестно, какая доля общей мощности содержится в этом максимуме. В таких случаях, говоря о расходимости, имеют в виду энергетическую расходимость, т. е. рас­ходимость по заданному уровню энергии; это - угловой диаметр круга в дальней зоне, который охватывает за­данную часть всего потока излучения. В частных слу­чаях используются уровни отсчета: 0,9; 0,5; 0,1; 0,01 и др. Для практического определения расходимости ис­пользуются два основных метода: метод сечений пучка в дальней зоне и метод фокального пятна.

Метод сечений пучка

Согласно этому методу (см. рис.1) расходимость (или энергети­ческую расходимость)  пучка излучения определяют следующим образом: измеряют диаметры d₁ и d₂ двух поперечных сечений пучка в дальней зоне, расстояние l между этими сечениями и вычисляют искомый угол  по формуле:

(1)

Измерения диаметров d₁ и d₂ производятся одновремен­но или последовательно по одному и тому же крите­рию – заданному уровню интенсивности, либо заданной доле мощности (энергии).

Рис.1 Схема для измерения расходимости лазерного излучения методом сечения пучка.

Достоинством метода являет­ся его простота, однако для обеспечения необходимой точности измерений требуется достаточно большая (до нескольких метров) база между сечениями. При проведении измерений расходимости данным методом в лабораторных условиях для большего удобства при­меняют обычно различные зеркальные или призменные системы, называемые иногда оптическими линиями задержки.