3470

Исследования оптического квантового генератора (лазера)

Лабораторная работа

Физика

Исследования оптического квантового генератора (лазера). Изучения принципа работы и устройства квантового генератора (ОКГ). Освоения электроскопического метода определения состава возбужденной среды. Измерения параметров и характеристик вынужденного...

Русский

2012-11-02

48 KB

14 чел.

Исследования оптического квантового генератора (лазера).

Изучения принципа работы и устройства квантового генератора (ОКГ). Освоения электроскопического метода определения состава возбужденной среды. Измерения параметров и характеристик вынужденного излучения.

Указания по организации самостоятельной работы.

 

Оптический квантовый генератор (ОКГ) является прибором, в котором созданы условия для получения вынужденного излучения.

Для получения вынужденного излучения необходимо среду, которая, преобразует энергию накачки в энергию возбужденного излучения. Рабочая среда (ОКГ) может быть газообразной, твердотельной или жидкостной.

В возбужденной среде существуют спонтанное излучение, вынужд. излуч. и вынужд. поглощения. Интенсивности излучений и поглощения единицы объема среды могут быть расчислены по формулам:

     (7.1)

 

где А212112 – коэффициенты Эйнштейна, определяющие вероятности спонтанного излучения вынужденного излучения поглощения;

 N2, N1 – плотности частиц в составлениях с энергии Е2 и Е1;

Проверка того, что в ОКГ существует зависимость (7.2.) и составляет сущность настоящей работы. Величины h и  и В являются константами активной среды.

Целью работы предусмотрено измерения спектра излучения возб. среды. ОКГ и определение состава среды. Чтобы найти состав газа, образующего активную среду ОКГ, необходимо сравнить длины волн полученного спектра с образующих атомов.

Поляризация вынужденного излучения ОКГ определяется по измеренной зависимости интенсивности излучения, пропущенного кристалла от угла поворота вокруг оптической оси.

1.3. Описания лабораторной установки.

Оборудование: газовый ОКГ с регулируемым блоком питания, фильтр с переменным коэффициентом поглощения излучения, монохроматор, индикатор мощности излучения, анализатор таблицы спектральных линий, экран.

                Ф

     ОКГ            VD

 М              A                        Э

         

                0 0 0

               PA2

                 мкА

       RP            mA        PA1

Рис.7.1

На рис.7.1 приведена схема макета, предназначенного для измерения параметров и характеристик излучения возб. среды ОКГ и излучения и принципа его действия.

Основным элементом макета является промышленный лазер ЛГ-108.

7.4. Порядок выполнения работы.

  1.  Определения состава активной среды ОКГ.

Вращая ручку механизма перемещения фильтра – поглотителя Ф, расположенную на ОКГ, добились исчезновения ярко-красного направленного излучения.

Установили ОКГ перед входной щелью монохроматора М так, чтобы в него попадало излучения возбуждённой среды. Подбором ширины входной цели, фокусировкой окуляра добились чёткого изображения спектра. Изучили спектр излучения активной среды ОКГ в видимом диапазоне длины волн. Используя градировочную кривую монохроматора определили длинны волн наиболее ярких линий излучения.

Получили следующие результаты:

Красный - =700 мкм

Оранжевый - =680 мкм

Жёлтый - =650 мкм

Зелёный - =560 мкм

Синий - =490 мкм

Фиолетовый - =450 мкм

Сравнивая линии излучения активной среды ОКГ с эталонными спектральными различных атомов, определили, что в состав активной среды входят элементы гелий и неон.

  1.  Определения угла расходимости вынужденного излучения ОКГ.

Измерили радиусы пятна излучения ОКГ на различных расстояниях от него. Получили:

при =0,15 м   =10-3 м

при =2,3 м   =0,6*10-3 м

Тогда по формуле

Q=arctg() научили,

Что Q=0,013 рад.

Следовательно угол расходимости вынужденного излучения очень мал.

ВЫВОД: на этой лабораторной работе мы изучили принцип работы и устройство оптического квантового генератора (ОКГ). Мы выяснили, что спонтанное излучения возбужденной среды изотропно, некогерентной, немонохроматично и неполяризовано.

Фотоны, образовавшиеся в результате излучения, должны иметь одинаковую энергию, фазу и поляризацию.

Мы выяснили, что состав активной среды ОКГ, расположенного в лаборатории входит неон и гелий.

Угол расхождения выпущенного излучения ОКГ очень мал.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10142. Возникновение науки как теоретико-философская и историко-научная проблема 37 KB
  Возникновение науки как теоретикофилософская и историконаучная проблема Как своеобразная форма познания специфический тип духовного производства и социальный институт наука возникла в Европе в Новое время в XVIXVII вв. в эпоху становления капиталистического с
10143. Античная ученость: факторы формирования, особенности, предметная направленность и основные достижения 38.5 KB
  Античная ученость: факторы формирования особенности предметная направленность и основные достижения Предпосылкой возникновения научных знаний многие исследователи истории науки считают миф. В нем как правило происходит отождествление различных предметов я...
10144. Западноевропейская средневековая ученость, ее особенности и направленность 38 KB
  Западноевропейская средневековая ученость ее особенности и направленность. Христианское мировоззрение Средневековья сыграло двойственную роль в эволюции науки. С одной стороны оно принижало значение науки по сравнению с верой с другой стороны оно принесло идеи
10145. Познание эпохи Возрождения, его специфика и значение в истории науки 39 KB
  Познание эпохи Возрождения его специфика и значение в истории науки. С первых двух глобальных революций в развитии научных знаний происходивших в XVIXVII вв. создавших принципиально новое по сравнению с античностью и средневековьем понимание мира и началась класси
10146. Факторы формирования науки Нового времени, специфика ее как сферы деятельности и социального института 68 KB
  Факторы формирования науки Нового времени специфика ее как сферы деятельности и социального института. В Новое время сложилась механическая картина мира утверждающая: вся Вселенная совокупность большого числа неизменных и неделимых частиц перемещающихся в а...
10147. Основные направления развития науки Нового времени. Научно-исследовательские программы Нового времени 46 KB
  Основные направления развития науки Нового времени. Научно-исследовательские программы Нового времени В XVII в. социокультурные основания обусловившие тенденции секуляризации познания и возрастания его индивидуального творческого характера углубляются. B экономичес...
10148. Направления развития и важнейшие результаты науки в ХVIII - XIX вв. Формирование дисциплинарной организации науки 30.5 KB
  Направления развития и важнейшие результаты науки в ХVIII – XIX вв. Формирование дисциплинарной организации науки. Наука в своих развитых формах является дисциплинарноорганизованным знанием. Отдельные отрасли и научные дисциплины выступают как относительно автоном
10149. Методологические принципы и социально-организационные изменения науки в XVIII - XIX вв. Формирование науки как профессиональной деятельности 38.5 KB
  Методологические принципы и социально-организационные изменения науки в XVIII XIX вв. Формирование науки как профессиональной деятельности К наиболее примечательным методологическим разработкам того времени относятся: формирование эксперимента как базового метода эмп...
10150. Многообразие типов научного знания. Специфика естественных, гуманитарных и технических наук. 48 KB
  Многообразие типов научного знания. Специфика естественных гуманитарных и технических наук. Рассматривая познание как деятельность мы можем поставить следующую проблему. Можно ли утверждать что по аналогии с многими видами деятельности человека познавательна