Порядок выполнения работы. 1) Включите блок питания лазера тумблером на его лицевой панели

1) Включите блок питания лазера тумблером на его лицевой панели. При этом должна появиться генерация. Ручкой потенциометра, выведенной на лицевую панель по стрелочному прибору, расположенному там же, установите ток лазера, обеспечивающий достаточную мощность.

2) Включите питание фотоприемника. Установите переключатель чувствительности фотоприемника в среднее положение и проведите его калибровку. Для этого выполните следующие операции:

а) нажмите кнопку «калибровка» на лицевой панели фотоприемника;

б) ручкой потенциометра «установка нуля» установите стрелку измерительного прибора «оптическая мощность» в нулевое положение;

в) отожмите кнопку «калибровка» на лицевой панели фотоприемника.

3) Проведите измерение коэффициента поляризации источника света. Для этого выполните следующие операции:

а) поверните юстировочное устройство с фотодиодом вокруг оси предметного столика так, чтобы луч от лазера попадал на него. Используя юстировочные винты с помощью которых меняется угловое положение лазера и фотодиода добейтесь максимальных показаний стрелочного прибора «оптическая мощность» на лицевой панели фотоприемника;

б) поворачивая поляризатор на торце лазера вокруг его оси, снять зависимость оптической мощности (в относительных единицах) от угла поворота поляризатора. Данные измерений занести в табл. 1.

Таблица 1

Угол f менять от 0 до 180°. При этом оптическая мощность обязательно достигнет максимального и минимального значения (Р_мак и Р_мin). Необходимо точно отметить эти значения, необходимые для вычисления коэффициента поляризации;

в) вычислить коэффициент поляризации по формуле

к = (Р_мак - Р_мin) / (Р_мак + Р_мin) (9)

и построить график зависимости оптической мощности в относительных единицах от угла поворота поляризатора.

4) Установите призму в положение, соответствующее нормальному углу падения луча лазера на ее боковую грань. Для этого выполните следующие операции:

а) вращая микрометрические винты и предметный столик, установите по его шкалам отсчет 0 градусов, 0 минут;

б) установите на поворотный столик гониометра одну из призм, входящих в состав лабораторной установки. При этом образуются лучи, схема прохождения которых показана на рис. 8;

в) отметьте положение луча 2, отраженного от боковой грани и, вращая призму вокруг оси, совместите его след с отверстием поляризатора. Более точное совмещение осуществляется с помощью двух регулировочных микровинтов юстировочного устройства, которые меняют его угловое положение. При необходимости повторите все регулировки до тех пор, пока не будет обеспечена равномерная и одинаковая засветка отверстия диафрагмы отраженным от боковой грани лучом лазера. Таким образом, призма установлена в положение, соответствующее нормальному углу падения луча лазера на ее боковую грань. При выполнении дальнейших операций ее положение относительно предметного столика не должно изменяться.

5) Для параллельной поляризации, как указано в теоретическом разделе данного описания, наблюдается эффект полного прохождения через границу раздела при падении волны под углом Брюстера. В эксперименте должно наблюдаться отсутствие отраженной волны. Его и следует использовать для определения поляризации падающей волны, которая соответствует параллельной (вектор напряженности электрического поля параллелен границе раздела «основание призмы – воздух»). Установите поляризатор, вращая его вокруг оси, в положение, соответствующее параллельной поляризации. Для этого выполните следующие операции:

а) изначально поляризация оптической волны произвольна и не соответствует требуемой. Не меняя положение поляризатора, вручную, не используя два микрометрических винта, вращайте предметный столик с установленной на него призмой вокруг вертикальной оси. При этом изменяется угол падения лазерного луча, как на ее боковую грань, так и на основание;

б) при изменении угла поворота призмы найдите на экране, расположенном за призмой, следы отраженного от основания и прошедшего лучей. Конструкция установки позволяет наблюдать их визуально;

в) вращая предметный столик с призмой необходимо установить его в положение, соответствующее минимальной интенсивности отраженного луча – его след на экране имеет минимальную яркость;

г) отметив по шкале предметного столика примерное значение угла поворота, далее следует вращать поляризатор в небольших пределах, так, чтобы яркость отраженного луча уменьшалась. При этом яркость прошедшего сквозь границу раздела луча практически остается неизменной;

д) попеременно вращая предметный столик и поляризатор, методом последовательных приближений добейтесь минимальной яркости отраженного луча. При этом о правильности проводимых регулировок свидетельствует возрастание яркости следа отраженного луча при изменении угла падения, как в сторону его увеличения, так и в сторону уменьшения;

е) для более точной установки поляризации падающей волны необходимо использовать фотоприемник. Поверните предметный столик с призмой так, чтобы яркость следа отраженного от границы раздела луча была бы заметна визуально;

ж) установите юстировочное устройство с фотодиодом в положение, позволяющее фиксировать интенсивность луча, отраженного от основания. При необходимости проведите юстировку положения фотоприемника, добиваясь при каждом фиксированном положении призмы максимальных показаний стрелочного прибора, измеряющего оптическую мощность. При необходимости используйте переключатель чувствительности фотоприемника. Следует помнить, что при каждом изменении чувствительности следует проводить калибровку фотоприемника в соответствии с п. 2;

з) установите предметный столик так, чтобы при совпадении одного из делений его угловой шкалы с отчетным визиром фотоприемник фиксировал отличное от минимальной значение интенсивности отраженной волны;

и) с помощью микрометрических винтов поворачивая предметный столик с призмой добейтесь минимальных показаний прибора, измеряющего оптическую мощность. В этом положении попутайтесь дополнительно уменьшить показания стрелочного прибора за счет вращения поляризатора вокруг своей оси;

к) после выполнения всех операций зафиксируйте значение угла поворота призмы и угол поворота поляризатора. Они определяют, соответственно, угол Брюстера и угол поворота поляризатора, соответствующего нормальной поляризации падающей волны.

6) исследуйте зависимость коэффициента отражения и пропускания от угла падения на границу раздела «основание призмы – воздух» для параллельной поляризации. Для этого выполните следующие операции.

а) установите предметный столик в положение, соответствующее нормальному падению луча на переднюю боковую грань призмы. При этом отсчет угла должен соответствовать 0 градусов по шкале предметного столика и 0 минут по шкалам микрометрических винтов. При необходимости повторите установку нулевого отсчета в соответствии с п. 4;

б) зафиксируйте один из микрометрических винтов фиксатором на его обойме (кольцо, расположенное ниже предметного столика) так, чтобы при его вращении столик поворачивался. Другой микрометрический винт при этом остается свободным и не связанным с предметным столиком;

в) изменяйте угловое положение столика, вращая зафиксированный микрометрический винт. Один его оборот соответствует повороту его на 1°;

г) при каждом фиксированном положении предметного столика установите юстировочное устройство с фотодиодом в положение, позволяющее фиксировать интенсивность луча, отраженного от основания. При необходимости проведите юстировку положения фотоприемника, добиваясь при каждом фиксированном положении призмы максимальных показаний стрелочного прибора, измеряющего оптическую мощность. При необходимости используйте переключатель чувствительности фотоприемника. Следует помнить, что при каждом изменении чувствительности следует проводить калибровку фотоприемника в соответствии с пунктом 2. Зафиксируйте текущее значение угла поворота призмы и величину интенсивности отраженного луча в табл. 2;

д) установите юстировочное устройство с фотодиодом в положение, позволяющее фиксировать интенсивность луча, прошедшего через границу раздела «основание призмы – воздух» и, повторив действия п. 6, г, зафиксируйте величину интенсивности прошедшего луча в табл. 2.

е) изменяя угол падения луча на переднюю грань призмы с шагом указанным преподавателем, снимите зависимость интенсивности преломленного и прошедшего лучей от угла поворота призмы. Измерения проводите, увеличивая угол до значения угла полного внутреннего отражения f_пво +5 градусов. Данные измерений занесите в табл. 2.

Таблица 2

Название??

Учебное издание

ДОЛИНЕНКО Вадим Александрович

Поиск по сайту: