Экспериментальное измерение зависимости коэффициента поляризации лазерного диода от тока накачки Iн

Под поляризационной характеристикой понимается зависимость коэффициента поляризации излучения оптического источника от тока, протекающего через его p-n переход (ток накачки I_н).

1 Измерить зависимость коэффициента поляризации излучения оптического источника (ЛД1 или СД) от тока накачки. Для этого выполнить следующие операции.

2 Изменять ток накачки I_н с помощью ручки потенциометра на лицевой панели электронного блока «Блок питания излучателя» от 0 до значения, при котором показания цифрового индикатора «оптическая мощность отн.ед.» на лицевой панели блока «Фотоприемник» достигнет отметки 1 при минимальной чувствительности – кнопочный переключатель «чувствительность» – в положении «1». При каждом фиксированном значении I_н вращать поляризатор, расположенный между оптическим источником и фотодиодом вокруг своей оси. При вращении поляризатора вокруг своей оси на угол, превышающий 180 градусов, в случае, если излучение источника поляризовано, показания цифрового индикатора «оптическая мощность в отн. ед.» на лицевой панели блока «Фотоприемник», будут изменяться. Отметить минимальные (Р _min) и максимальные (P_max ) показания измерительного прибора, соответствующее им значение тока накачки I_н и занести их значения в таблицу 1. Измерения поводить, меняя ток накачки с шагом, указанным преподавателем.

3 При необходимости переключения пределов изменения тока накачки, необходимо предварительно повернуть ручку потенциометра регулировки I_н на лицевой панели электронного блока «Блок питания излучателя» в крайнее положение против часовой стрелки. При этом устанавливается нулевое его значение. После этого переключить предел изменения тока и установить необходимое его значение.

Таблица 1. Зависимость коэффициента поляризации излучения оптического источника (ЛД1 или СД) от тока накачки.

Iн (мА)
Рmin (от.ед. )
Рmax ( от.ед. )
K

4 По полученным экспериментальным значениям вычислить величину модуля коэффициента поляризации для всех значений тока накачки и построить зависимость его от I_н . Вычисления коэффициента поляризации производить по формуле:

k = (Р_мак - Р_мin) / (Р_мак + Р_мin).

5 На построенном графике зависимости q (I_н ) отметить значение тока I_п2 соответствующее появлению поляризационных свойств у генерируемого источником излучения (резкое увеличение коэффициента поляризации).

Рисунок 6 – Схема установки для исследования поляризации

Исследование степени когерентности лазерного диода

1 Включить питание осциллографа, блока выделения строки и монитора.

2 Установить выделяемую строку в центр изображения на экране монитора. Для этого нажать кнопку «+» на лицевой панели БВС.

3 Измерить степень когерентности следует по контрасту интерференционной картины, наблюдаемой на экране монитора. Она является результатом интерференции отдельных мод световода. При проведении измерений следует стремиться к исключению воздействий на исследуемый световод. Выполнить следующие операции.

4 Установить значение тока накачки лазерного диода равным 22мА. При этом его излучение становится заведомо когерентным и на экране монитора должна наблюдается спекл-картина.

5 На экране осциллографа при этом должна наблюдается осциллограмма, примерный вид которой показан на рисунке 7а. Если наблюдается чрезмерный контраст изображения, вид осциллограммы будет соответствовать рисунку 7б. В этом случае следует уменьшить долю оптической мощности источника излучения, которая вводится в исследуемый световод, уменьшая ток накачки или

увеличивая расстояние между торцом световода и камерой, добиться появления осциллограммы, соответствующей рисунку 7а.

6 Ручкой «В/дел», находящейся на лицевой панели осциллографа, установить удобный для измерения вертикальный масштаб изображения. В дальнейших измерениях положение ручки не менять.

7Ручкой «сек/дел», находящейся на лицевой панели осциллографа, установить удобный для измерения горизонтальный масштаб изображения.

Рисунок 7 - Осциллограмма, при выделении строки на мониторе

8 Отметить на осциллограмме положение уровня «черного» (рисунок 7а) и отсчитать от него уровень, соответствующий минимальной р_min и максимальной р_max яркости изображения в пределах светящегося пятна на торце световода. Отсчет проводить в делениях, нанесенных на экран осциллографа. Изменять величину тока накачки в сторону уменьшения с шагом, указанным преподавателем. При каждом фиксированном значении I_н определять р_min и р_max. Данные измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2. Измерение степени когерентности лазерного диода.

Iн (мА)	15 мА
рmin (дел)
рmах (дел)
γ

9 По данным измерений вычислить величину степени когерентности по формуле:

γ = (р_max - р_min )/ (р_max + р_min )

и построить зависимость γ(I_н).

Рисунок 8 – Схема установки для исследования когерентности