12. Выполнение работы
12.1 Экспериментальное измерение зависимости коэффициента поляризации лазерного диода от тока накачки Iн
Под поляризационной характеристикой понимается зависимость коэффициента поляризации излучения оптического источника от тока, протекающего через его p-n переход (ток накачки Iн).
12.1.1 Измерить зависимость коэффициента поляризации излучения оптического источника (ЛД1 или СД) от тока накачки. Для этого выполнить следующие операции.
12.1.2 Изменять ток накачки Iн с помощью ручки потенциометра на лицевой панели электронного блока «Блок питания излучателя» от 0 до значения, при котором показания цифрового индикатора «оптическая мощность отн.ед.» на лицевой панели блока «Фотоприемник» достигнет отметки 1 при минимальной чувствительности – кнопочный переключатель «чувствительность» – в положении «1». При каждом фиксированном значении Iн вращать поляризатор, расположенный между оптическим источником и фотодиодом вокруг своей оси. При вращении поляризатора вокруг своей оси на угол, превышающий 180 градусов, в случае, если излучение источника поляризовано, показания цифрового индикатора «оптическая мощность в отн. ед.» на лицевой панели блока «Фотоприемник», будут изменяться. Отметить минимальные (Р min) и максимальные (Pmax ) показания измерительного прибора, соответствующее им значение тока накачки Iн и занести их значения в таблицу 1. Измерения поводить, меняя ток накачки с шагом, указанным преподавателем.
12.1.3 При необходимости переключения пределов изменения тока накачки, необходимо предварительно повернуть ручку потенциометра регулировки Iн на лицевой панели электронного блока «Блок питания излучателя» в крайнее положение против часовой стрелки. При этом устанавливается нулевое его значение. После этого переключить предел изменения тока и установить необходимое его значение.
Таблица 1. Зависимость коэффициента поляризации излучения оптического источника (ЛД1 или СД) от тока накачки.
Iн (мА) |
|
Рmin (от.ед. ) |
|
Рmax ( от.ед. ) |
|
K |
|
12.1.4 По полученным экспериментальным значениям вычислить величину модуля коэффициента поляризации для всех значений тока накачки и построить зависимость его от Iн . Вычисления коэффициента поляризации производить по формуле:
k = (Рмак - Рмin) / (Рмак + Рмin).
12.1.5 На построенном графике зависимости q (Iн ) отметить значение тока Iп2 соответствующее появлению поляризационных свойств у генерируемого источником излучения (резкое увеличение коэффициента поляризации).
Рисунок 6 –Схема установки для исследования поляризации
12.2 Исследование степени когерентности лазерного диода
12.2.1 Включить питание осциллографа, блока выделения строки и монитора.
12.2.2 Установить выделяемую строку в центр изображения на экране монитора. Для этого нажать кнопку «+» на лицевой панели БВС.
12.2.3
Измерить степень когерентности следует
по контрасту интерференционной картины,
наблюдаемой на экране монитора. Она
является результатом интерференции
отдельных мод световода. При проведении
измерений следует стремиться к исключению
воздействий на исследуемый световод.
Выполнить следующие операции.
1.2.4 Установить значение тока накачки лазерного диода равным 22мА. При этом его излучение становится заведомо когерентным и на экране монитора должна наблюдается спекл-картина.
12.2.5 На экране осциллографа при этом должна наблюдается осциллограмма, примерный вид которой показан на рисунке 7а. Если наблюдается чрезмерный контраст изображения, вид осциллограммы будет соответствовать рисунку 7б. В этом случае следует уменьшить долю оптической мощности источника излучения, которая вводится в исследуемый световод, уменьшая ток накачки или увеличивая расстояние между торцом световода и камерой, добиться появления осциллограммы, соответствующей рисунку 7а.
12.2.6 Ручкой «В/дел», находящейся на лицевой панели осциллографа, установить удобный для измерения вертикальный масштаб изображения. В дальнейших измерениях положение ручки не менять.
12.2.7 Ручкой «сек/дел», находящейся на лицевой панели осциллографа, установить удобный для измерения горизонтальный масштаб изображения.
12.2.8 Отметить на осциллограмме положение уровня «черного» (рисунок 7а) и отсчитать от него уровень, соответствующий минимальной рmin и максимальной рmax яркости изображения в пределах светящегося пятна на торце световода. Отсчет проводить в делениях, нанесенных на экран осциллографа. Изменять величину тока накачки в сторону уменьшения с шагом, указанным преподавателем. При каждом фиксированном значении Iн определять рmin и рmax. Данные измерений занести в таблицу 2.
Таблица 2. Измерение степени когерентности лазерного диода.
Iн (мА) |
15 мА |
|
|
|
рmin (дел) |
|
|
|
|
рmах (дел) |
|
|
|
|
γ |
|
|
|
|
12.2.9 По данным измерений вычислить величину степени когерентности по формуле:
γ = (рmax - рmin )/ (рmax + рmin )
и построить зависимость γ(Iн).
Рисунок 8 – Схема установки для исследования когерентности