Описание лабораторной установки. Лабораторная установка состоит из массивной металлической плиты, на которой укреплены лазер, система подвижных (З3, З4) и неподвижных (З1, З2, З5) зеркал, экран Э для наблюдения голограмм и поглотитель П для уравнивания интенсивностей опорной и предметной волн (рис. 5.4).
Рис. 5.4. Оптическая схема голографической установки
Неподвижные зеркала служат для уменьшения габаритов установки, зеркало 33 позволяем регулировать угол встречи лучей a = а / l. С помощью зеркала 34 производится сведение предметного и опорного лучей. Разделение пучков на предметный (сплошная линия) и опорный (пунктир) осуществляется полупрозрачным зеркалом З1. Перекрытие пучков производится при необходимости специальными заслонками. Для удобства визуального наблюдения интерференционных картин в работе искусственно обеспечиваются весьма малые углы встречи a (доли - единицы угловых градусов), соответствующие большим значениям периода d. Для этого зеркало З4 с помощью подвижки смещается так, чтобы его край почти касался предметного пучка. Затем с помощью зеркала З3 опорный луч направляют на З4 и устанавливают расстояние a между центрами пучков равным 1…10 мм. Для контроля размера а используется полупрозрачный экран с масштабной сеткой, размещаемый вплотную к зеркалу З4. Используемый в работе объектив ОБ дополнительно увеличивает масштаб картины на экране.
Так как исследование голограмм производится в незащищенном от пыли помещении, то на объективе всегда имеется какое-то количество пылинок. В результате голограмма наблюдается на фоне колец Френеля и других дифракционных погрешностей, возникающих при прохождении лазерного пучка через загрязненный объектив.
Порядок выполнения работы:
Внимание!Категорически запрещается прикасаться к отражающим поверхностям оптических элементов голографической установки.
1. Включить лазер.
2. Установив полупрозрачный экран перед объективом, убедиться, что предметный пучок проходит по его оси. Перекрыв опорный луч, зарисовать дифракционные погрешности, возникающие на экране при прохождении лазерного пучка через объектив. Обратить внимание на то, что часть изних имеет вид колец Френеля (размер пылинки соизмерим с длиной волны лазерного излучения), часть имеет вид округлой или протяженной тени с дифракционными полосами по краям (размер пылинки много больше длины волны).
3. Манипулируя подвижными зеркалами З3 и З4, получить на экране голограмму “плоскость - плоскость”. Регулируя мощность излучения предметного пучка с помощью ослабителей, подобрать наиболее удобный для наблюдения интерференционных картин контраст изображения. Убедиться в том, что даже небольшая вибрация (например, создаваемая рукой при прикосновении к опорной плите) полностью нарушает интерференционную картину.
Для нескольких вариантов расположения осей предметного и опорного лучей (оси лучей находятся в горизонтальной, вертикальной, произвольных плоскостях) зарисовать с экрана картины распределения плотности мощности, каждый раз измеряя период голограммы dэ. Одновременно регистрировать положение пучков и расстояние а между их центрами в плоскости зеркала З4.
4. Изменяя угол встречи и расположение осей предметной и опорной волн, получить на экране голограмму “плоскость - плоскость” в виде вертикальных полос. Снять зависимость периода голограммы dэ = f (а) не менее чем для 5 значений размера а.
5. Установить на пути предметного пучка подставку с тонкими проволоками. Поочередно устанавливая проволоки различного диаметра перед объективом в плоскости, оптически сопряженной с плоскостью экрана, зарегистрировать размеры изображений Dэ отдельных проволок. Расположению проволок в сопряженной плоскости соответствует наиболее четкое изображение их в плоскости экрана. По известному диаметру проволок D определить коэффициент увеличения оптической системы
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.