Фотометрия, геометрическая и волновая оптика. Лантух Ю.Д - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ОГУ | Оренбург

Составители: 

Рубрика: 

2 Экспериментальная часть
ВНИМАНИЕ! Запрещается направлять сфокусированное излучение
на окно фотодатчика. При измерениях интенсивности диаметр пятна ла-
зерного пучка должен быть не менее 5 мм.
2.1 Интенсивность в лазерном пучке
1 Установите на оптическую скамью модуль 3 и отъюстируйте установку.
Перемещая модуль 3, убедитесь в том, что диаметр лазерного пучка изменяется:
- чем дальше от источника, тем этот диаметр больше.
2 Включите фотоприемник. Установите модуль 3 в положение с координа-
той риски 620 мм и сместите центр светового пятна на окно фотоприемника
(приблизительно над центром шкалы). Смещая фотодатчик шагами по 1 см по
диаметру светового пятна на экране фоторегистратора, измерьте распределение
интенсивности. Постройте график этого распределения I = f(х), откладывая по
оси абсцисс расстояния от начала координат, а по оси ординат соответствующие
относительные значения I, считываемые по шкале цифрового вольтметра.
Вследствие посторонней засветки и погрешностей электроники вольтметр
дает ненулевой отсчет и в отсутствие лазерного излучения. Эти показания на-
зывают фоном. Поэтому приходится проводить два измерения: при открытом
лазерном пучке и при перекрытом пучке (измерение фона). Разность этих пока-
заний дает искомую интенсивность и используется для дальнейшего анализа.
Если требуется проследить только характер изменения I(х), в качестве I можно
брать показания вольтметра без пересчета в абсолютные значения согласно п.
2.2.
3 Проверьте, хорошо ли описывает Гауссова кривая полученное Вами
I(х) = I
0
exp (-х
2
/ρ
2
), (18)
распределение, построив соответствующий график по (18). Обратите внимание,
что I
0
это интенсивность в точке с координатой х = 0, соответствующей макси-
муму функции I(х), параметр ρ равен значению координаты при которой I
уменьшается в e
раз по сравнению с I
0
.
4 Определите среднюю интенсивность в пучке используемого лазера по
формуле
I
ср
≈ Р/(4πd
2
/4),
оценив "на глаз" диаметр d пучка излучения по шкале фотоприемника. Для гру-
бой оценки средней интенсивности в пучке излучения лазера используйте из-
вестное значение мощности излучения Р ≈ 2 мВт. Сравните полученный резуль-
тат с интенсивностью излучения Солнца у поверхности Земли: I
солн.
= 1,4
8
                       2 Экспериментальная часть
     ВНИМАНИЕ! Запрещается направлять сфокусированное излучение
на окно фотодатчика. При измерениях интенсивности диаметр пятна ла-
зерного пучка должен быть не менее 5 мм.

     2.1 Интенсивность в лазерном пучке

      1 Установите на оптическую скамью модуль 3 и отъюстируйте установку.
Перемещая модуль 3, убедитесь в том, что диаметр лазерного пучка изменяется:
- чем дальше от источника, тем этот диаметр больше.
      2 Включите фотоприемник. Установите модуль 3 в положение с координа-
той риски 620 мм и сместите центр светового пятна на окно фотоприемника
(приблизительно над центром шкалы). Смещая фотодатчик шагами по 1 см по
диаметру светового пятна на экране фоторегистратора, измерьте распределение
интенсивности. Постройте график этого распределения I = f(х), откладывая по
оси абсцисс расстояния от начала координат, а по оси ординат соответствующие
относительные значения I, считываемые по шкале цифрового вольтметра.
      Вследствие посторонней засветки и погрешностей электроники вольтметр
дает ненулевой отсчет и в отсутствие лазерного излучения. Эти показания на-
зывают фоном. Поэтому приходится проводить два измерения: при открытом
лазерном пучке и при перекрытом пучке (измерение фона). Разность этих пока-
заний дает искомую интенсивность и используется для дальнейшего анализа.
Если требуется проследить только характер изменения I(х), в качестве I можно
брать показания вольтметра без пересчета в абсолютные значения согласно п.
2.2.
      3 Проверьте, хорошо ли описывает Гауссова кривая полученное Вами

                             I(х) = I0exp (-х2/ρ2),                     (18)

распределение, построив соответствующий график по (18). Обратите внимание,
что I0 это интенсивность в точке с координатой х = 0, соответствующей макси-
муму функции I(х), параметр ρ равен значению координаты при которой I
уменьшается в e раз по сравнению с I0.
      4 Определите среднюю интенсивность в пучке используемого лазера по
формуле

                              Iср ≈ Р/(4πd2/4),

оценив "на глаз" диаметр d пучка излучения по шкале фотоприемника. Для гру-
бой оценки средней интенсивности в пучке излучения лазера используйте из-
вестное значение мощности излучения Р ≈ 2 мВт. Сравните полученный резуль-
тат с интенсивностью излучения Солнца у поверхности Земли: Iсолн. = 1,4

     8

Страницы