Далее: 5.  Контрольные вопросы Вверх: Методические указания Назад: 3.  Метод измерения коэффициента

4.  Порядок выполнения работы

ЗАДАНИЕ 1. Подготовка установки к работе.

1. Включить лазер ЛГН-105 тумблером "сеть" на блоке питания лазера. Установить ток разряда с помощью ручки на блоке питания лазера ЛГН-105 около 5 мА.

   ЛАЗЕР НЕ ВЫКЛЮЧАЕТСЯ ДО КОНЦА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

2. Собрать схему лабораторной установки (рис. 2.1).

   УБЕДИТЬСЯ, ЧТО КВАНТОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ
   ОБЕСТОЧЕН, снять крышку с корпуса квантового усилителя закрепить фотодиод $\text{ФД}_1$, делительную пластинку и поляроид на установочном стержне.

        При правильной юстировке оптической схемы часть луча лазера $\text{Л}_1$ должна отражаться от светоделительной стеклянной пластинки и попадать на фотодиод $\text{ФД}_1$, а вторая часть луча должна проходить через поляроид, затем через разрядную трубку квантового усилителя $\text{Л}_2$ и попадать на фотодиод $\text{ФД}_2$.

       Для сборки электрической схемы необходимо соединить клеммы от фотоприемника $\text{ФД}_2$ к клеммам фотоприемника $\text{ФД}_1$ так, чтобы "$+$" одного фотоэлемента был соединен с "$+$" другого. К клеммам фотоприемника $\text{ФД}_1$ присоединить выводы от цифрового амперметра. По цифровому амперметру проверить возможность установки нуля на шкале амперметра при вращении поляроида. (Допускается 1-2 в последнем знаке на шкале индикатора).

3. Блок квантового усилителя закрыть сверху металлической
   крышкой (при этом нельзя сбивать положение фотоприемника $\text{ФД}_2$) и включить тумблер "сеть", расположенный на корпусе квантового усилителя. Далее включить тумблер "высокое" и нажать кнопку "поджиг". Выставить на усилителе ток разряда 22мА вращением ручек "Грубо" и "Плавно" на корпусе квантового усилителя. Выключение усилителя производится только тумблером "высокое".

ЗАДАНИЕ 2. Определение коэффициента усиления активной среды.

Задание рекомендуется выполнять следующим образом.

1. Вращая поляроид, установите одинаковую тньенствность лучей, попадающих на диоды $\text{ФД}_1$ и $\text{ФД}_2$. При равенстве интенсивностей микроамперметр покажет отсутствие тока. (Допускается 1-2 в последнем знаке на шкале индикатора).
2. При включении квантового усилителя заметим, что через гальванометр пошел ток $\Delta J$, так как на диод $\text{ФД}_2$ стал падать луч $I_2$ большей интенсивности, чем падавший до включения квантового усилителя луч $I_1$.
3. Для определения тока засветки $J_o$ перекройте луч на выходе из лазера $\text{Л}_1$. Микроамперметр в этом случае покажет ток $J_o$, так как свет трубки работающего усилителя попадает только на диод $\text{ФД}_2$.
4. Выключив квантовый усилитель $\text{Л}_2$, перекройте один из лучей лазера после делительной пластинки в любой точке, так чтобы луч лазера попадал только на один фотодиод. По микроамперметру определяют ток $J_1$. Измерения следует произвести не менее 7 раз.
5. По получяенным данным рассчитайте значение $\text{К}_{\text{ср}}$ по формуле (3.1) и статистическую среднеквадратичную погрешность $\Delta\text{К}$. Запишите окончательный результат в виде $\text{K}=\text{К}_{\text{ср}}+\Delta\text{K}$.
6. По полученному значению $\text{К}_{\text{ср}}$ и среднеквадратичной погрешности $\Delta\text{К}$ вычислите коэффициент Стьюдента по формуле

   
   

   $$t_{\alpha_n}={\text{К}_{\text{ср}}-1\over\Delta \text{К}} .$$ (2)

   
   

   По известному коэффициенту Стьюдента и числу опытов $n$ при помощи таблиц распределения Стьюдента оценить надежность проведенного эксперимента $\alpha$.

       Полученное значение $\alpha$ можно интерпретировать как вероятность, с которой данный эксперимент подтверждает явление усиления излучения гелий-неоновой смесью, используемой в опыте.

ЗАДАНИЕ 3. Исследование поляризации лазерного луча.

Выключить квантовый усилитель из сети. Снять делительную пластинку с направляющего стержня. Фотоэлемент $\text{ФД}_2$ отключить от клемм фотоэлемента $\text{ФД}_1$. (Фотоэлемент $\text{ФД}_1$ напрямую соединяется с микроамперметром). Фотоэлемент $\text{ФД}_1$ повернуть так, чтобы луч лазера падал на входное матовое окно фотоэлемента под прямым углом. Перед фотоэлементом устанавливается поляроид. Поворачивая поляроид строят зависимость фототока, создаваемого излучением проходящим через поляроид от угла поворота поляроида $J = f(\varphi)$ в полярных осях координат. Зависимость рекомендуется снимать через 10-15 градусов. Графически сравните полученный результат с теоретической кривой $J=J_o\cos^2{\varphi}$.

ЗАДАНИЕ 4. Изучение формы поперечных мод лазерного излучения.

Расширить лазерный луч линзой и пронаблюдать на экране картину получившихся поперечных мод. Картину зарисовать.

Далее: 5.  Контрольные вопросы Вверх: Методические указания Назад: 3.  Метод измерения коэффициента