МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)
Кафедра Электронных Приборов и Устройств
отчет
по лабораторной работе №3
по дисциплине «Квантовая и оптическая электроника»
Тема: «Исследование характеристик излучения гелий-неонового лазера»
Студенты гр. 7201 |
|
Векленко Д.М. |
|
|
Сикалов Д.Д. |
|
|
Тихоласов А.К. |
Преподаватель |
|
Киселев А.С. |
2020
Цель работы:
Ознакомление с принципом действия и устройством
газоразрядного атомарного лазера на основе гелий-неоновой смеси; изучение
энергетических, временных и пространственных характеристик излучения
He-Ne-лазера.
Схема измерительной установки:
Установка включает в себя два серийных He-Ne-лазера, один из них
оснащен регулируемым блоком питания (рис. 1). Протяженность активной
среды лазера 1: L = 0.8 м. Разрядный ток контролируется по встроенному
миллиамперметру. Мощность излучения лазеров P регистрируется
фотоприемным устройством. Чувствительность фотоприемного устройства
лазера 1: 16.4 мкА/мВт, лазера 2: 23.4 мкА/мВт. Контроль временных
зависимостей мощности излучения осуществляется с помощью
компьютерного регистратора, либо самопишущим прибором, либо вручную
по цифровому прибору.
Для обеспечения возможности визуального наблюдения и регистрации
к
артин
распределения интенсивности в поперечном
сечении лазерного пучка,
измерения его диаметра и расходимости на пути луча помещаются
разнесенные в пространстве экраны. Для контроля вида поляризации
лазерного излучения используется вращаемый анализатор на основе
Рис.
1
свойств светоделителей лазерного излучения производится с помощью
прозрачной стеклянной пластины, поворот которой возможен вокруг
ортогональных осей x, y, лежащих в плоскости, перпендикулярной лазерному
лучу.
В таблице 1 и на рисунках 2 и 3 представлены зависимости P=f(t).
|
|
Таблица 1 |
||
t, мин |
laser 1 |
laser 2 |
||
Ic, мкА |
P, мВт |
Ic, мкА |
P, мВт |
|
0 |
106 |
6,463 |
75 |
3,205 |
1 |
138 |
8,415 |
76 |
3,248 |
2 |
147 |
8,963 |
74 |
3,162 |
3 |
154 |
9,390 |
73 |
3,120 |
4 |
163 |
9,939 |
71 |
3,034 |
5 |
165 |
10,061 |
68 |
2,906 |
6 |
174 |
10,610 |
69 |
2,949 |
7 |
177 |
10,793 |
70 |
2,991 |
8 |
184 |
11,220 |
66 |
2,821 |
9 |
192 |
11,707 |
62 |
2,650 |
10 |
193 |
11,768 |
57 |
2,436 |
11 |
198 |
12,073 |
52 |
2,222 |
12 |
203 |
12,378 |
50 |
2,137 |
13 |
202 |
12,317 |
50 |
2,137 |
14 |
207 |
12,622 |
55 |
2,350 |
15 |
207 |
12,622 |
55 |
2,350 |
Рис. 2 Рис. 3
В таблице 2 и на рисунке 4 представлена зависимость P1=f(I).
Таблица 2 |
||
I, мА |
Ic, мкА |
P, мВт |
18 |
120 |
7,317 |
23 |
166 |
10,122 |
33 |
210 |
12,805 |
47 |
226 |
13,780 |
Рис. 4
В таблице 3 и на рисунке 5 представлена зависимость D1=f(Ic) и D2=f(Ic).
Таблица 3 |
|||
Ic, мкА |
Dвых, мм |
Dлист, мм |
P, мВт |
202 |
4 |
20 |
12,317 |
131 |
3 |
15 |
7,988 |
64 |
2 |
10 |
3,902 |
10 |
1 |
7 |
0,610 |
Рис. 5
В таблице 4 и на рисунке 6 представлена зависимость Θ=f(Ic).
Таблица 4 |
|||||||
Ic, мкА |
50 |
27 |
4 |
2 |
22 |
41 |
42 |
Θ, град |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
Ic, мкА |
23 |
3 |
2 |
29 |
42 |
49 |
|
Θ, град |
210 |
240 |
270 |
300 |
330 |
360 |
|
Рис. 6
На рисунках 7 – 10 изображены распределения интенсивности излучения в поперечном сечении лазерного пучка.
Рис. 7. Распределение при Ic=202 мкА
Рис. 8. Распределение при Ic=131 мкА
Рис. 9. Распределение при Ic=64 мкА
Рис. 10. Распределение при Ic=10 мкА
В
таблице 5 и на рисунке 11 представлена
зависимость
где
– установившееся значение мощности
излучения лазера;
- значение мощности прошедшего поляроид
пучка;
– коэффициент пропускания.
Таблица 5 |
|||||||
P~/P0, о.е. |
1 |
0,54 |
0,08 |
0,04 |
0,44 |
0,82 |
0,84 |
Θ, град |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
P~/P0, о.е. |
0,46 |
0,06 |
0,04 |
0,58 |
0,84 |
0,98 |
|
Θ, град |
210 |
240 |
270 |
300 |
330 |
360 |
|
Рис. 11