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

22831. ДВОПРОВІДНА ЛІНІЯ 95.5 KB
  В таких системах активний опір ємність і індуктивність розподілені рівномірно вздовж лінії. Як правило в двопровідних лініях умова квазістаціонарності виконується щодо відстані між провідниками а сила струму I лінійна густина заряду q і напруга між провідниками U суттєво змінюються вздовж лінії. Застосовуючи до нескінченно малої ділянки двопровідної лінії закон збереження електричного заряду і електромагнітної Індукції нехтуючи активним опором провідників можна отримати такі співвідношення: 1 2 Тут L С ...
22832. Ефект Пельтьє 70.5 KB
  Ефект Пельтьє. Дійсно експериментально така закономірність відома як ефект Пельтьє спостерігається. Встановлено що при проходженні електричного струму через контакт двох провідників напівпровідників виділяється чи поглинається в залежності від напрямку струму деяка кількість теплоти Qn пропорційна величині струму I та часу його протікання t: Qn=It 1 де  коефіцієнт Пельтьє. Ефект Пельтьє тим значніший чим більше відрізняються положення рівнів Фермі у напівпровідниках.
22833. РОЗШИРЕННЯ ШКАЛИ МІКРОАМПЕРМЕГРА ТА ВОЛЬТМЕТРА 73 KB
  Сила струму I обчислюється за формулою: 1 де Ca ціна поділки шкали мікроамперметра в амперах на поділку А под n відхилення стрілки у поділках шкали. Ціну поділки шкали мікроамперметра в одиницях напруги Cu можна обчислити за відомим внутрішнім опором мікроамперметра Rr та ціною поділки в одиницях сили струму Ca за формулою Cu=CaRr 2 При використанні мікроамперметра необхідно звертати увагу на такі характеристики як верхня та нижня межі значень вимірювання величин...
22834. РЕОСТАТ І ПОДІЛЬНИК НАПРУГИ 139.5 KB
  РЕОСТАТ І ПОДІЛЬНИК НАПРУГИ Реостат і подільник напруги це прилади що застосовуються для регулювання сили струму і напруги в електричних схемах. Спад напруги на опорінавантаженні а на реостаті напруга на опорінавантаженні змінюватиметься від до . Подільником напруги може правити реостат з трьома клемами який підключається до електричного кола так як зображено на мал. Переміщуючи точку вздовж подільника напруги можна одержати будьяку напругу від до 0.
22835. МЕТОД КОМПЕНСАЦІЇ В ЕЛЕКТРИЧНИХ ВИМІРЮВАННЯХ 232 KB
  МЕТОД КОМПЕНСАЦІЇ В ЕЛЕКТРИЧНИХ ВИМІРЮВАННЯХ Вимірювання електрорушійної сили джерела струму методом компенсації. джерела струму дорівнює різниці потенціалів на полюсах розімкненого елемента. Вимірювання термоелектрорушійної сили диференціальної термопари за допомогою потенціометра постійного струму. Принцип роботи потенціометра постійного струму такий.
22836. ЗАЛЕЖНІСТЬ ОПОРІВ МЕТАЛІВ ТА НАПІВПРОВІДНИКІВ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ 76 KB
  ЗАЛЕЖНІСТЬ ОПОРІВ МЕТАЛІВ ТА НАПІВПРОВІДНИКІВ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ При підвищенні температури металу його опір електричному струму зростає. Температурний коефіцієнт характеризує відносну зміну опору при зміні температури на один градус:. 1 Величина не є постійною вона залежить від температури. Для багатьох металів ця залежність може бути описана таким виразом: 2 де опір при температурі опір при температурі яку прийнято за точку початку відліку температури; постійні величини які залежать від роду металу і вони...
22837. ВИВЧЕННЯ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНИХ ПОЛІВ 208 KB
  ВИВЧЕННЯ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНИХ ПОЛІВ Електростатичні поля описуються за допомогою скалярної величини потенціалу або векторною величиною напруженістю електричного поля де радіусвектор точки в якій поле вивчається. Аналітичний розрахунок цих величин в довільній точці поля можна провести як правило лише для найпростішого просторового розподілу електричних зарядів. Електростатичні поля складної форми зручніше досліджувати експериментально. Вектори напруженості поля завжди перпендикулярні до еквіпотенціальних поверхонь.
22838. Процеси в електричному колі змінного струму 123.5 KB
  Фаза струму через індуктивність менша на від фази прикладеної напруги а фаза струму через ємність випереджає фазу прикладеної напруги на . Розрахунок кіл змінного струму базується на законах Кірхгофа для кіл змінного струму. Довільна ділянка кола змінного струму може бути представлена комбінацією активного опору індуктивності та ємності.
22839. Спад напруги на реактивних опорах 57.5 KB
  Амплітуда спаду напруги на реактивному опорі визначається частотою коливань  а також величинами опорів C та R чи L. Якщо позначити амплітуду напруги що подається на вхід схеми мал.15 то спад напруги на ємності Амплітудне значення спаду напруги індуктивності де активний опір котушок індуктивності.