ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра лазерной физики

С. А. Куценко, Н. В. Марусин, С.В. Теряева

Лазерные измерения

Методические указания к лабораторным работам

Волгоград 2011

Аннотация

В методические указания включены описания лабораторных работ, являющихся неотъемлемой частью курса "Оптические измерения", рекомендованного ФГОС по направлениям 200400 “Оптотехника” и 200500 “Лазерная техника и лазерные технологии”. Пособие содержит указания к шести лабораторным работам, посвященным методам измерения энергетических и спектральных характеристик оптического излучения, а также определению параметров и исследованию свойств анизотропных кристаллов. Каждая работа содержит теоретическое обоснование метода, описание лабораторной установки, порядок выполнения работы и контрольные вопросы. Обсуждается область применимости метода и его сравнение с аналогами. Методические указания могут быть использованы студентами, обучающимися по направлениям подготовки 200400 “Оптотехника”, 200500 “Лазерная техника и лазерные технологии” и при выполнении спецпрактикума студентами специальности “Биохимическая физика”.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Лабораторная работа № 1. Тепловой метод измерения мощности лазерного излучения 6

1. Измерение мощности и энергии лазерного излучения 6

1.1. Методы измерения энергетических параметров излучения 6

1.2. Тепловой метод измерения мощности и энергии лазерного излучения 8

2. Устройство и принцип действия измерительного преобразователя ПИ- 7 8

3. Устройство и принцип действия измерителя средней мощности и энергии лазерного излучения ИМО–2Н 10

4. Экспериментальная установка 11

5. Порядок выполнения работы 11

6. Контрольные вопросы 13

Лабораторная работа № 2. Исследование характеристик фотопреобразователей лазерного излучения 14

1. Теоретическое описание 14

1.1. Гальванический режим 15

1.2. Вольтаический режим 15

1.3. Основные параметры фотодиода 16

1.4. Основные характеристики фотодиода 18

2. Экспериментальная установка 19

3. Порядок выполнения работы 21

4. Контрольные вопросы 22

Лабораторная работа № 3. Интерферометр Майкельсона 23

1. Теоретическое описание 23

1.1. Параметры, характеризующие временную когерентность источников света 23

1.2. Интерферометр Майкельсона 27

2. Экспериментальная установка «Интерферометр Майкельсона» 28

2.1. Описание установки 28

2.2. Оценка длины временной когерентности 29

3. Порядок выполнения работы 31

4. Контрольные вопросы 32

Лабораторная работа № 4. Интерферометр Фабри-Перо 33

1. Теоретическая часть 33

1.1. Эталон Фабри-Перо 33

1.2. Разрешающая способность интерферометра Фабри–Перо 35

1.3. Дисперсионная область 37

1.4. Примеры использования интерферометра Фабри-Перо 37

2. Экспериментальная установка «Интерферометр Фабри – Перо» 38

2.1. Описание установки 38

2.2. Измерение разности длин волн 39

3. Порядок выполнения работы 40

4. Контрольные вопросы 41

Лабораторная работа № 5. Интерференция поляризованного света 43

1. Коноскопические картины 43

1.1. Интерференция в кристаллических пластинках 43

1.2. Интерференционные картины в одноосных кристаллах 44

1.3. Интерференционные картины в двуосных кристаллах 46

2. Применение коноскопических картин для анализа свойств оптически одноосных кристаллов 46

3. Экспериментальная установка «Интерференция поляризованного света» 47

4. Порядок выполнения работы 49

5. Контрольные вопросы 50

Лабораторная работа № 6. Линейный электрооптический эффект 51

1. Распространение света в двулучепреломляющих кристаллах и линейный электрооптический эффект 51

2. Линейный электрооптический затвор (ЛЭЗ) 55

3. Экспериментальная установка 57

4. Порядок выполнения работы 59

5. Контрольные вопросы 59

Список рекомендуемой литературы 61