Перевірив викладач: Е.Н. Леонтьєв
Мета роботи: Вивчення методів і освоєння техніки юстування оптичних систем лазерів.
Загальні відомості: Під юстировкой розуміють певну послідовність операцій установки, орієнтації і закріплення елементів оптичних систем лазерів, в результаті чого вісь активного елементу виставляється перпендикулярно поверхні дзеркал і збігається з оптичною віссю резонатора. Таке взаємне розташування оптичних елементів забезпечує зворотний оптичну зв'язок з мінімальними втратами для генерованого випромінювання.
Просторові, енергетичні та електричні характеристики лазерного випромінювання вельми чутливі до раз'юстіровке. В результаті раз'юстіровкі оптичних елементів лазерів на кути, що перевищують граничний рівень (оптичний кут раз'юстіровкі), відбувається зрив лазерної генерації. Тому для підтримки параметрів лазерного випромінювання в заданих межах виникає необхідність в систематичному контролі, юстирування та налаштування оптичних систем.
Налаштування сама по собі не може з високою точністю забезпечити отримання необхідних параметрів лазерного випромінювання. Тому після закінчення юстирування подальше коректування положення дзеркал резонатора здійснюється в працюючому лазері по максимуму потужності випромінювання при заданій картині поля в далекій зоні або зі спостереження розподілу випромінювання в поперечному перерізі.
Найбільш поширеними методами юстирування лазерів є Автоколімаційна і інтерференційний, а так само метод оптичного важеля.
Метод оптичного важеля: Спрощена схема юстирування методом оптичного важеля
(Юстирування оптичної системи по відблисків на екрані з отвором) представлена на рис.1, де введено такі позначення: 1 - допоміжний гелій-неоновий лазер; 2 - екран з отвором; 3, 5 - дзеркала резонатора; 4 - активний елемент.
Випромінювання допоміжного лазера через невеликий отвір в екрані направляється в резонатор юстіруемого лазера. Після відбиття від раз'юстірованних дзеркал і торця активного елементу лазерний промінь повертається до екрану під кутом до осі резонатора, і на екрані спостерігається ряд світлових плям (відблисків); навпаки, якщо вісь променя поєднана з віссю активного елементу, світлове пляма утворюється навколо отвору в екрані, коли все відблиски суміщені з отвором. Таким чином, критерієм правильності юстирування є зникнення лазерних відблисків з екрану.
Точність установки елементів оптичної системи залежить від параметрів випромінювання допоміжного лазера і від відстані між юстіруемимі поверхнями.
Автоколімаційна метод: Автоколімаційна метод полягає в послідовному поєднанні відображення зображення перехрестя автоколлимационной сітки з відбитим зображенням перехрестя окуляра. Оптична схема автоколлиматора представлена на рис.2, де прийняті наступні позначення: 1 - поверхня юстіруемого елемента; 2 - об'єктив; 3 - електрична лампочка; 4 - конденсор; 5 - Автоколімаційна сітка; 6 - призма-куб, склеєна з двох прямокутних призм; 7 - скляна пластина з нанесеним перехрестям окуляра; 8 - окуляр.
Як випливає з малюнка, світло від лампочки 3 потрапляє на конденсор 4, що забезпечує рівномірне освітлення сітки 5. Автоколімаційна сітка являє собою двокоординатної шкалу з поділками, виконувану зазвичай у вигляді пересічних прозорих ліній в непрозорому екрані. Через прорізи сітки промені світла проходять об'єктив 2 і висвітлюють поверхню, що відбиває 1, відбиваючись від якої вони через призму 6 і пластину 7 направляються до окуляра 8. при суміщенні фокальних областей об'єктива і окуляра з площиною перехрестя окуляра можна спостерігати виразне зображення сітки 5 і перехрестя окуляра 7 . Якщо юстіруемая поверхню перпендикулярна оптичній осі об'єктива, то перехрестя сітки і окуляра співпадуть. Висока точність юстування за допомогою автоколлиматора забезпечується тим, що поєднання напрямків прямого і відбитого променів візується за суміщенням тонких ліній мітки осі коліматора і зображення шкали, які спостерігаються через окуляр зі збільшенням. При повороті юстіруемого елемента на кут ά відбиті від його поверхні промені відхиляються на кут 2ά.
Мінімальна похибка вимірювання орієнтації юстіруемой поверхні визначається значенням граничного кута дозволу, де άгл = 60 '' - роздільна сила очі; Fок -фокусное відстань окуляра; fоб - фокусна відстань об'єктива.
За допомогою автоколлиматора юстировку оптичної системи лазера можна здійснити методом трьох міток і методом "на просвіт".
Перший метод полягає в тому, що вихідна дзеркало знімається, а оптична вісь автоколлиматора виставляється перпендикулярно площині торця активного елементу. Потім знімається активний елемент і перпендикулярно оптичної осі автоколлиматора ставиться (поміщається) непрозоре дзеркало резонатора. Після цього встановлюється активний елемент і перевіряється його орієнтація. Якщо вона не змінилася, то на вихідну дзеркало ставитися на місце і юстіруется. В процесі реалізації даного методу спостерігач послідовно поєднує відбиті від трьох поверхонь зображення автоколлимационной сітки з перехрестям окуляра.
При юстирування за методом "на просвіт" всі оптичні елементи залишаються на своїх місцях, що сприяє підвищенню її оперативності. Випромінювання автоколлиматора. частково відбиваючись, проходить вихідний дзеркало і активний елемент до непрозорого дзеркала. Оптична система вважається с'юстірованной, якщо зображення автоколлимационной сітки, відбиті від дзеркала і торця активного елементу, збігаються. Цим методом можна юстіровать лазери тільки з досить прозорими і однорідними активними елементами, наприклад, неодимовий скляний лазер. При юстирування рубінового лазера зображення автоколлимационной сітки, відбите від непрозорого дзеркала, через неоднорідність рубіна сильно розмивається і поєднати його з іншими зображеннями досить складно.
Інтерференційний метод: Інтерференційний метод юстування, як і метод оптичного важеля, заснований на використанні допоміжного лазера з малої кутовий расходимостью випромінювання.
На рис.3 позначені: 1 лазер; 2 - екран з отвором; 3 - лінза; 4 і 6 - дзеркала резонатора; 5 - активний елемент. Але на відміну від рис.1 в схему юстування між екраном 2 і резонатором вводиться слаборассеівающая лінза або між лазером 1 і екраном встановлюється збирає лінза, фокусуються випромінювання лазера на отвір в екрані. Цим забезпечується заповнення світлом всієї апертури резонатора. Лазерні промені, відбиті від плоских поверхонь оптичних елементів, при накладенні в с'юстірованной системі створюють на екрані інтерференційну картину у вигляді концентричних кілець, зосереджених щодо отвори в екрані. У разі раз'юстіровкі центр інтерференційної картини зміщується від центру отвору на відстань, пропорційне кутку між відбивають світло. До початку юстирування інтерференційним методом оптична схема лазера юстіруется по відблисків на екрані під час відсутності лінзи.
Висновок: Найточніший - Автоколімаційна метод, потім по точності йдуть: інтерференційний метод і метод оптичного важеля відповідно.
Схожі роботи:
Оптичні методи дослідження процесів горіння
Наукова робота >> Фізика
Він складається з двох оптіческіхсістем. КОЛЛИМАТОРНОЙ, яка створює. необхідну для генерації. Властивості випромінювання лазера - монохроматичность, спрямованість, когерентність. залежить від якості його юстування. Юстирування інтерферометра Фабрі-Перо.
Волоконно-оптичні мережі та системи зв'язку
Конспект >> Комунікації і зв'язок
була розроблена і проводилася апаратура волоконно-оптіческіхсістем передачі «Соната-2», призначена для використання. введення випромінювання лазера в це волокно. Вхідний торець ОВ разом з пристроєм юстирування. лазерним.
оптична фізика
роботи, необхідно провести юстування гониометра. Для цього. Світло, яке випромінюється лазером. є плоскополяризованим. проходження світла через систему поляризатор - кварцова. про двох модифікаціях оптично активних речовин (оптичних ізомери) -.
Дипломна робота >> Промисловість, виробництво
напрямку. = Знаходимо коефіцієнт використання лазера. (14) 5.2 Розрахунок коефіцієнта. мул 10.Погарев Г.В. Юстіровкаоптіческіх пріборов.Л.; Машинобудування, 1982.-237с. Бігунів Б.Н. Замовні Н.П. Теорія оптіческіхсістем. М., Машинобудування, 1973.488с 14.
для термодинамічних рівноважних систем. то розподіл коефіцієнта. систему. здатну генерувати когерентний світло, і звану лазером. Слово "лазер". лазера на барвниках залежить від використовуваного розчинника і якості юстіровкіоптіческого.