Измерение поперечных размеров лазерного пучка

Рис.7. Схема измерения поперечных размеров лазерного пучка

Поперечные размеры пучка легко определить, расширив его с помощью объектива достаточной апертуры с небольшим и хорошо известным фокусным расстоянием, измерив размеры расширенного пучка и расстояние между экраном и микрообъективом (рис. 7). Тогда

. (26)

Экспериментальные задания и ход работы

1. Включить лазер ЛГ-36А.

2. Получить моду TEM₀₀ и определить для нее угол расходимости и поперечный размер пучка, описанными в 5.2 и 5.3 способами.

3. Повторить п. 2 для моды TEM₀₁ и для произвольной моды.

4. Выключить лазер.

5. Рассчитать число Френеля для данного резонатора по формуле (16), положив R₁ = 2м, R₂ = ∞, L = 1м.

6. Рассчитать по формуле (15) коэффициент дифракционных потерь α_TEMmn для каждой полученной моды.

Содержание отчета

Отчет по работе должен содержать следующие пункты: цель работы, описание экспериментальной установки, экспериментальные результаты (рассчитанные значения угла расходимости, поперечного размера пучка и дифракционных потерь для всех изученных мод, число Френеля для данного резонатора), выводы.

Контрольные вопросы

1. Опишите принцип работы гелий-неонового лазера. Объясните назначение обоих газов.

2. Гелий-неоновый лазер: схема энергетических уровней.

3. Опишите механизм создания инверсной заселённости состояний в неоне.

4. Что такое столкновения первого и второго рода?

5. От чего зависит мощность генерации лазера на смеси He-Ne?

6. Опишите характер влияния следующих факторов на мощность генерации лазера:

- Давление газа в трубке;

- Соотношение парциальных давлений компонент;

- Величина разрядного тока;

- Геометрия трубки;

7. Объясните зависимость мощности от указанных факторов;

8. Дайте понятие моды. Что такое одночастотный режим работы лазера?

9. Как рассчитать усреднённое число Френеля эквивалентного конфокального резонатора? Как зависят дифракционные потери от величины числа Френеля?

10. В чём заключается селекция типов колебаний?

11. Опишите основные схемы селекции мод.

12. Перечислите факторы, влияющие на расхождение лазерного излучения.

13. Что такое ближняя и дальняя зоны лазерного пучка.

Список литературы

1. Фокс А. Резонансные типы колебаний в интерферометрах квантового генератора / А. Фокс, Т. Ли // Лазеры. М. Изд-во иностр. лит., 1963. С. 325 - 362.

2. Бойд Дж., Гордон Дж. Конфокальный резонатор со многими типами колебаний для квантовых генераторов миллиметрового и оптического диапазонов / Дж. Бойд, Дж. Гордон //Там же. С. 363 - 384.

3. Ищенко Е.Ф., Оптические квантовые генераторы / Е. Ф. Ищенко, Ю. М. Климков. М.: Советское радио, 1968.

4. Xирд Г. Измерение лазерных параметров. М.: Мир, 1970.

5. Валитов Р. А. и др. Измерение характеристик оптических квантовых генераторов. М.: Изд-во стандартов, 1969.

6. Абрамскии Ф. А. Исследование расходимости излучения гелий-неоновых лазеров / Ф. А. Абрамский, Л. Я. Густырь, В. В. Донцова. Оптика и спектроскопия. 1967. Т. 22. С. 962.

Абрамский Ф. А. О расходимости излучения газовых лазеров при генерации на модах типа ТЕМ_nm // Там же. С. 611.

Рагульский В. В., Файзуллов Ф. С. Простой метод измерения расходимости лазерного излучения / В. В. Рагульский, Ф. С. Файзуллов // Там же. 1969. Т. 27, С. 707.

7. Методы расчета оптических квантовых генераторов / Под ред. Б. И. Степанова, Т. 2. Минск: Наука и техника, 1968.

Учебное издание