Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное
бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Московский технический университет связи и информатики
Кафедра
Направляющие телекоммуникационные среды (НТС)
ПРАКТИКУМ № 16-П
«ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ»
по дисциплине
«Проводные среды электросвязи»
Выполнил студент группы БОС-2002
Ядринцев С.М.
Москва 2022
1) Цель работы: Ознакомление с явлением поляризации лазерного излучения, с изменением его интенсивности в зависимости от положения плоскости поляризации.
2) Рисунок и описание экспериментальной схемы:
Экспериментальная
схема для исследования поляризации
лазерного излучения состоит из источника
лазерного излучения (лазера), поляризатора,
приемного излучения и измерителя
мощности (рисунок 7). Лазерное излучение
проходит через поляризатор (П), далее
попадает на чувствительную площадку
приемника излучения (ПИ), оптическое
излучение преобразуется в электрический
сигнал и поступает на измеритель
мощности, на мониторе которого отображается
уровень мощности регистрируемого
излучения.
Рисунок 7 – Экспериментальная схема для исследования поляризации лазерного излучения
Лазерный блок питается от сети переменного тока 220В, потребляя общую мощность не более 5Вт. Установка имеет три выходных канала лазерного излучения. Выходная длина волны лазерного излучения: 1 канал – 660 нм (красный), 2 канал – 532 нм (зеленый), 3 канал – 405 нм (фиолетовый). Выходная максимальная мощность излучения 200 мВт по каналам 2 и 3, 1 мВт по каналу 1. Диапазон регулировки выходной частоты следования лазерных импульсов 1-150 кГц с точностью до 1 Гц по всем каналам не зависимо друг от друга. Диапазон регулирования выходной мощности 0 - 100% с точностью 1% по всем каналам не зависимо друг от друга (рисунок 8). Для повышения частоты следования импульсов лазерного излучения необходимо нажать и удерживать нажатой кнопку «ЧАСТОТА +», для уменьшения частоты 11 следования кнопку «ЧАСТОТА –»; точно также следует регулировать выходную мощность излучения модуля кнопками «МОЩНОСТЬ +» и «МОЩНОСТЬ -».
Мощность – это отношение импульс/пауза в %. То есть при мощности 50% на выходе генератора будет меандр (периодический сигнал прямоугольной формы с заполнением 50%). Регулировку частоты и мощности можно производить, не выключая лазерного излучения канала. Все каналы имеют полностью независимое управление.
Излучение лазеров имеет один выход. Это сделано для того, чтобы выход всех трех лазеров сводился к одной оси. Для выведения на оптическую ось лазерного излучения необходимого вам диапазона нужно поворачивать в одну (любую) из сторон ручку «Диапазон» до появления нужного пятна в выходном окне.
Рисунок 8 – Установки лазерного блока
Поляризатор крепится на стойке и имеет возможность вращаться вокруг горизонтальной оси в диапазоне углов ±90º (рисунок 9).
Рисунок 9 – Поляризатор оптического излучения
Измеритель мощности ThorLabs PM100D предназначен для регистрации мощности непрерывного и импульсного излучения когерентных и некогерентных источников излучения (рисунок 10). Приемный блок (рисунок 11) является сменным, возможно совмещение с несколькими фотодиодами, тепловыми и пироэлектрическими детекторами, предназначенными для использования от УФ до среднего ИК диапазона. Пропускная способность – до 100 кГц, в зависимости от детектора.
Рисунок 10 – Измеритель мощности ThorLabs PM100D
Рисунок 11 – Приемный блок измерителя мощности
3) Установочные показатели устройств:
Мощность темнового шума:
;
Расстояние от источника до установки:
;
Шаг:
|
Рабочая длина волны, нм |
Выходная мощность: |
% |
Л2 (красный) |
660 |
21 |
14 |
4) Таблица исходных данных и таблица результатов измерений:
Таблица 1 – Исходные данные:
Таблица 2 – Результаты измерений:
№ |
Угол поворота поляризатора,
|
Значение мощности регистрируемого излучения, мВт |
1 |
-90 |
1.94 |
2 |
-80 |
1.63 |
3 |
-70 |
1.23 |
4 |
-60 |
0.88 |
5 |
-50 |
0.63 |
6 |
-40 |
0.51 |
7 |
-30 |
0.45 |
8 |
-20 |
0.57 |
9 |
-10 |
0.83 |
10 |
0 |
1.07 |
11 |
10 |
1.54 |
12 |
20 |
1.87 |
13 |
30 |
2.23 |
14 |
40 |
2.52 |
15 |
50 |
2.65 |
16 |
60 |
2.68 |
17 |
70 |
2.58 |
18 |
80 |
2.34 |
19 |
90 |
1.95 |
5) График зависимости мощности излучения от угла поворота плоскости поляризации поляризатора:
Угол поворота
Мощность излучения P,
мВт
,
6) Расчет степени поляризации:
Максимальная интенсивность лазерного излучения на выходе поляризатора = 0.45 мВт при -30 , а максимальная = 2.68 мВт при 60 .
7) Вывод: в лабораторной работе мы ознакомились с явлением поляризации лазерного излучения, с изменением его интенсивности в зависимости от положения плоскости поляризации.