Экспериментальная установка и методика измерений

Принципиальная схема измерительной установки для измерения угла расхождения и распределения энергии в пучке представлена на рисунке 4.

Излучение от лазера 1 через узкую щель светонепроницаемого корпуса попадает на кремниевый фотоэлемент 3, который нагружен на сопротивление 6. Падение напряжения (U) на сопротивлении 6 измеряется милливольтметром 7. Сопротивление нагрузки взято много меньше внутреннего сопротивления фотоэлемента, т.е. фотоэлемент работает в режиме близком к режиму короткого замыкания. Но фототок короткого замыкания прямо пропорционален мощности излучения, падающей на фотоэлемент. Таким образом, показание милливольтметра 7 пропорционально интенсивности излучения (J,дел.). Светонепроницаемая камера 2 с фотоэлементом может перемещаться в поперечном направлении с помощью микрометрического винта 5 (рисунок 5,а). Перемещение фотоэлемента в поперечном направлении регистрируется индикатором часового типа 4.

Рисунок 4 - Принципиальная схема измерительной установки для измерения угла расхождения и распределения энергии в пучке

Для определения угла расхождения лазерного пучка необходимо:

1) Измерить зависимость интенсивности излучения от расстояния (J_отн.ед.= ƒ (х)) при перемещения щели фотоприемника перпендикулярно оси лазерного пучка. Проделать это для 2-х положений измерительной головки и отметить расстояние L между ними. Результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1. Результаты измерений для определения угла расходимости.

2) Построить графики распределения энергии в пучке около выходного окна лазера и на некотором расстоянии L от первого места измерения.

3) Из графиков определить диаметр пучка на уровне половинной интенсивности (рисунок 5,б) в первом и во втором случае. Рассчитать угол расхождения по формуле (7).

Рисунок 5– К определению диаметра пучка лазерного излучения:

а) перемещение щели по диаметру пучка лазерного излучения;

б) распределение интенсивности излучения при перемещении щели.