2.6. Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Схема стенда и характеристики Измерительных приборов и устройств.

3. Таблицы экспериментальных и расчетных данных.

4. Графики измеренных характеристик.

5. Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Что понимают под модуляцией лазерного излучения?

2. Какая принята классификация модуляторов?

3. Основные характеристики модуляторов лазерного излучения.

4. Что понимают под электрооптическим эффектом?

5. Какие кристаллы используются для модуляторов?

6. Что представляют собой обыкновенная и необыкновенная волна?

7. Объясните линейный электрооптический эффект эффектами Керра и Поккельса.

8. Особенности продольного и поперечного Э00 модулятора.

9. Устройство ЭОО модулятора.

10. Приведите модуляционную характеристику.

11. Объясните методику измерения характеристик ЭОО модулятора.

ЛИТЕРАТУРА

Ю.В. Основы лазерной техники. - М.: Высш. шк.,

Лабораторная работа №З

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛАЗЕРНОГО ДАТЧИКА УГЛОВОЙ СКОРОСТИ (ЛДУС)

Цель работы: ознакомиться с принципом действия и конструкцией лазерного датчика угловой скорости; экспериментально исследовать основные характеристики кольцевого лазера.

3.1. Краткие теоретические сведения

3.1.1. Эффект Саньяка и кольцевой интерферометр-резонатор

Регистрация фазового сдвига в кольцевом интерферометре основана на явлении интерференции, возникающей при суммировании встречных световых лучей. В 1904 г. это явление использовал впервые А.Майкельсон при изучении гипотезы «эфира». В своих опытах он применил систему зеркал, расположенных по углам прямоугольного четырехзеркального интерферометра, Пучок параллельных лучей от источника направлялся на полупрозрачное зеркало, которое расщепляло световой поток так, что один световой луч обходил систему по часовой стрелке, а другой - против нее. Затем оба луча смешивались и направлялись через фокусирующую линзу на экран. Период вращения установки соответствовал периоду вращения Земли вокруг своей оси (24 ч).

При вращении четырехзеркального интерферометра вокруг оси, перпендикулярной к плоскости движения лучей, лучу, идущему в направлении вращения, требовалось больше времени для прохода кольцевого резонатора, чем лучу, идущему против направления вращения. Это объясняется неодинаковой длиной оптического пути, проходимого обоими лучами, и на экране в этом случае должно наблюдаться смещение интерференционной картины. Причем смещение интерференционных полос должно быть пропорционально угловой скорости интерферометра.

Аналогичные опыты были проделаны в 1913 г. французским физиком Саньяком. Он установил четыре зеркала и источник света на вращающейся платформе (рис. 3.1) и рассматривал распространение света по контуру кольцевого интерферометра с оптическими элементами. Скорость распространения электромагнитной волны в одном направлении, например по ходу вращения платформы, Саньяк принял равной где v - мгновенная линейная скорость вращения платформы.

При противоположном направлении движения скорость распространения излучения - , Тогда разность оптического хода излучений на некотором произвольно взятом участке контура в точке A (рис.3.1: И - источник; 3 - зеркала; ПП - полупрозрачная пластинка; ФП - фотоприемник )

Рис. 3.1.

где - временная разность хода встречных излучений при с >> v.

Учитывая, что линейная скорость , а площадь S=RL, при с >> v получаем

где L - длина кольцевого интерферометра; R - радиус вращения элементарного участка контура; (t) - возмущение в виде угловой скорости кольцевого интерферометра, который в принципе может являться и резонатором кольцевого лазера. Так как оптическая длина пути встречных излучений будет различной и , частоты этих излучений также различны и отличаются от резонансной частоты ₀, т.е.

;

На фотоприемнике выделится разностная частота, определяемая при и зависимостью

где , где - константа контура; F_r - частота биений, получаемая в результате смешения двух встречных излучений оптического диапазона длин волн, пропорциональная входному воздействию (t). Саньяк на основании опытов сделал важные выводы о том, что получаемый сдвиг интерференционной картины в результате сложения направленных навстречу друг другу излучений от источника, размещенного на вращающемся основании, пропорционален угловой скорости этого основания. Кольцевой интерферометр можно применять для точного измерения малых угловых скоростей.