Описание экспериментальной установки

Излучение полупроводникового лазера 1 (рис.4) близко к линейно-поляризованному. В первом случае (без четвертьволновой пластинки  2) оно направляется на анализатор 3 и затем попадает на фотодетектор 4. Фототок, пропорциональный интенсивности света, прошедшего через анализатор, измеряется микроамперметром 5, включенным в режиме измерения тока.

Полупроводниковый лазер находится в цилиндрическом кожухе, укрепленном на стойке.

Анализатор 3 укреплен в поворотном элементе со шкалой отсчета угла в градусах и зубчатым колесом, облегчающим вращение. Четвертьволновая пластина 2 смонтирована в круглой вращающейся оправе, на которой по ободу нанесена шкала для измерения угла поворота.

Переключатель режимов работы микроамперметра (шунт) до начала и после окончания измерений должен находиться в положении «». В этом случае прибор отключен и можно проверить нулевое положение светового указателя микроамперметра. Затем шунт переключают в положение, при котором регистрируется сигнал (положение «1 мкА» или «5 мкА») и проводят измерения.

Порядок выполнения работы Задание 1. Исследование степени поляризации лазерного излечения.

Излучение лазера линейно поляризовано. В этом необходимо убедится. Для этого:

1. Проверить установку в соответствии со схемой. На оптической скамье установить лазер, анализатор и фотодетектор, сняв с оптической скамьи четвертьволновую пластинку.

2. Поворачивая анализатор вокруг горизонтальной оси, наблюдать за табло измерительного прибора. Если фототок, регистрируемый прибором, при вращении анализатора изменяется от нуля до некоторого максимального значения, то это, означает, что излучение линейно поляризовано. Результаты измерений фототока в зависимости от поворота анализатора записать в таблицу 1.

Таблица 1

φ, град.	0	10	20	30	40	…	180
I, мкА

3. По полученным экспериментальным данным построить лепестковую диаграмму .

Задание 2. Изучение закона Малюса.

1. «Ноль» на шкале поворотного элемента, в котором закреплён анализатор, не совмещен с положением оптической оси анализатора. Поэтому, согласно закону Малюса, следует принять за «0^о» значение экспериментального угла поворота, при котором фототок максимален I₀.

2. Затем вновь поворачивая анализатор вокруг горизонтальной оси от установленного 0^о до 180^о, фиксировать через каждые 10^о угол поворота φ и силу фототока I (табл. 2).

Таблица 2

φ, град.	0	10	20	30	40	…	180
I, мкА
I/I0
cos2 φ

3. Проделать необходимые вычисления I/I₀ и cos² φ, занося результаты в табл. 2.

4. Рассчитать степень поляризации Р по формуле (6), взяв максимальное и минимальное значение силы фототока из табл. 1.

5. Построить лепестковую диаграмму с отображением двух графиков на одной диаграмме: экспериментальные данные и функцию I₀cos²φ в зависимости от угла поворота.

6. Построить график I/I₀ = f (cos² φ). Проанализировать график и сделать вывод относительно выполнения закона Малюса.

Задание 3 Изучение эллиптической поляризации

1. Ввести в оптический канал четвертьволновую пластину 2.

2. Измерить силу фототока в зависимости от угла φ положения анализатора, через каждые 20^о от 0^о до 360^о (табл. 2)

Таблица 3

φ, град.	0	20	40	60	80	…	360
I, мкА

3. По полученным экспериментальным данным построить лепестковую диаграмму .

Убедиться в том, что сила тока меняется в пределах от I _max до I _min , сделать вывод о характере поляризации.

4. Рассчитать отношение полуосей эллипса поляризации:

.

Задание 4. Исследование круговой поляризации

1. Получить излучение круговой поляризации. Для этого поворачивать пластину «λ/4» на небольшие углы (порядка 10 - 20) и в каждом положении вращать анализатор, наблюдая изменение интенсивности от I _max до I _min. То положение, при котором это изменение будет наименьшим, соответствует углу 45 между плоскостью поляризации излучения и оптической осью четвертьволновой пластины.

2. Записать значения фототока в зависимости от угла поворота анализатора в таблицу 4.

Таблица 4

φ, град.	0	20	40	60	80	…	360
I, мкА

3.По полученным экспериментальным данным построить лепестковую диаграмму .

Убедиться в том, что полученная поляризация действительно соответствует круговой.