Схема експериментального одержання двох когерентних пучків різної частоти

Схема одержання інтерференційної картини, що біжить, представлена на рис.7.

Рис. 7. 1 - лазер, 2 - пучок випромінювання, 3 - діафрагма, 4 - поляризатор, 5 - лінза, 6 - призма Волластона, 7 і 8 - пучки з ортогональними лінійними станами поляризацій, 9, 13 і 15 - формуючі об'єктиви, 10 і 11 - пластинки λ/4, 12 - пластинка λ/2 (обертається з круговою частотою Ω_м), 14 -щілинна діафрагма

При обертанні пластинки λ/2 з частотою Ω_м у зоні перетинання пучків створюється інтерференційна картина, що біжить. Перед фотоприймачем Ф установлена щілинна діафрагма 14 шириною d = σ/2 з можливістю виділення половини інтерференційного періоду на фотоприймачі. При русі інтерференційної картини на виході фотоприймача виділяється частотно модульований сигнал, що аналізується осцилографом - Ос.

Практичне заняття

Методика і схема експериментального дослідження ступеня просторової когерентності лазерного ВИПРОМІНЮВАННЯ.

Мета роботи: вивчення теоретичних основ опису взаємної когерентності світлових хвиль, взаємозв'язку модуля ступеня просторової когерентності з контрастом інтерференційної картини, а також методики і схеми експериментального дослідження ступеня просторової когерентності лазерного випромінювання.

Порядок виконання роботи.

1. Вивчить схему експериментальної установки для дослідження ступеня просторової когерентності лазерного вимірювання (рис.1).

На рис.1 прийняти такі позначення: ВБЖ ─ високовольтний блок живлення лазера; М ─ електромеханічний модулятор; Л₁,Л₂ ─ лінзи поширювача пучка, колиматор що перетворюють лазерний промінь діаметром d_л1, у розширений пучок діаметром d_л2=2X₁; Пр₁ ─ призма з двома дзеркальними гранями, установлена на юстіровачному столику, із можливістю переміщення призми Пр₁ уздовж оптичної осі ОZ; D₁,D₂ – діафрагми з круглим отвором; З₁, З₂ ─ дзеркала; УЗЧ₁ і УЗЧ₂ ─ пристрій зсуву частот, підключені відповідно до генераторів Г₁ і Г₂, за допомогою яких створюється фіксований зсув частот між променями 3 та 4, що дорівнює f_м; П₁ і П₂ ─ поляризатори; λ/2₁ і λ/2₂ – напівхвильові фазові пластини; НФ₁ і НФ₂ ─ нейтральні фільтри з можливістю плавного регулювання інтенсивності відповідно 3 і 4 лазерних пучків; D₃ ─ діафрагма; Л₃, Л₄ ─ лінзи, що перетворюють два пучки з відстанню між ними 2Х₂ у рівнобіжні пучки з відстанню - с; D₄ ─ діафрагма; Л₅ ─ лінза, фокусує два пучки в зону вимірювання; Яч ─ зразковий осередок, у якому розміщена сферична зразкова частка з діаметром dr (n_r ─показник переломлення частки, n_с - показник переломлення середовища, у якому розташована мікрочастинка); цей осередок Яч розміщений на юстировочному столику з можливістю переміщення Яч уздовж осі ОХ; D₅ ─ діафрагма з щілеподібним отвором, орієнтованим уздовж осі ОУ; Л₆ ─ лінза що збирає розсіяне випромінювання в межах отвору діафрагми D₅ і далі спрямовує це випромінювання на ФЕП; ІС ─ інтерференційний світлофільтр якій пропускає тільки довжину хвилі випромінювання лазера; ФЕП─ фотоелектронний помножувач; СВ ─ селективний вольтметр.

2.Переміщенням елементів юстировки схеми (рис.1) забезпечити рівність двох лазерних пучків 3 і 4 у зоні вимірювання (0).

2.1. Переміщуючи осередок у напрямку осі ОХ вивести його із зони вимірювання (області перетину двох лазерних пучків).

2.2. У площині ОХУ розмістити фотокатод ФЕП (рис.2), перед яким встановлена діафрагма D₆із круглим отвором, діаметр котрого d₆ декілька більше діаметрів лазерних пучків у фокусі лінзи Л5 (ОХУ). У цьому випадку лазерні пучки 3 і 4 цілком направляються на фотокатод ФЕП практично в одну і ту саму просторову область фотокатода (при великій потужності пучків їх необхідно ослабити, для цього установити НФ на виході лазера).