1. Закрепить входной торец многомодового (оранжевый цвет защитной оболочки) световода в узел юстировочного устройства ЮУ1, осуществляющий линейное перемещение (рис.2.4). Для этого выполнить следующие операции.
1.1. С помощью микрометрического винта ЛПР1 переместить узел, осуществляющий линейное перемещение, в крайнее левое положение.
1.2. Отвернуть фиксирующий винт ФВ1 (рис.2.4) и отсоединить съемную оправку 10.
1.3. Пропустить световод через отверстия в платах 2, 3 и цилиндре 9.
1.4. Закрепить коннектор FC световода в оправке 10, навернув фиксирующий винт коннектора.
1.5. Осторожно, не допуская резких изгибов световода, вставить оправку 10 на установочное место и закрепить ее фиксирующим винтом ФВ1.
2. Закрепить выходной торец световода в узел юстировочного устройства ЮУ2, осуществляющий угловое перемещение (рис.2.4). Для этого выполнить следующие операции.
2.1. С помощью микрометрического винта ЛПР2 переместить узел, осуществляющий линейное перемещение, в крайнее левое положение.
2.2. Отвернуть фиксирующий винт ФВ2 (рис.2.4) и отсоединить съемную оправку 12.
2.3. Пропустить световод через отверстия в кольцах 5, 6, 7 и цилиндре 11.
2.4. Закрепить коннектор FC световода в оправке 12, навернув фиксирующий винт коннектора.
2.5. Осторожно, не допуская резких изгибов световода, вставить оправку 12 на установочное место и закрепить ее фиксирующим винтом ФВ2.
3. Установить:
-ручки потенциометров регулировки тока накачки "грубо", "точно" на лицевой панели электронного блока питания БП (рис2.1) «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки;
-кнопочный переключатель пределов изменения тока накачки – в положение 25мА.
-с помощью соединительного кабеля подключить ЛД2 (рис2.1) к блоку «Источник оптического излучения». Соединение осуществляется с помощью разъема РС 4 ТВ, блочная часть которого расположена на лицевой панели.
4. Включить тумблер «сеть» на лицевой панели блока «Источник оптического излучения». При этом загорается его подсветка.
5. Включить питание монитора М и телекамеры ТК (рис2.1), нажав кнопочный переключатель на лицевой панели монитора. При этом после его прогрева наблюдается слабое свечение экрана монитора.
6. С помощью потенциометров "грубо", "точно", расположенных на лицевой панели блока «Источник оптического излучения» установить значение тока накачки лазерного диода Iн= 15мА. Контроль тока накачки осуществляется по стрелочному прибору на лицевой панели.
7. Выходной торец световода расположен напротив микрообъектива телекамеры. Оба элемента закреплены во втором юстировочном устройстве ЮУ2 (рис.2.4). Изменяя угловое положение торца световода относительно микрообъектива телекамеры с помощью микрометрических винтов УВ2 и УГ2 и перемещая телекамеру в двух поперечных направлениях с помощью микрометрических винтов ЛПП2 и ЛВ2, добиться появления изображения торца световода на экране монитора. Цилиндр 14, в которой закреплена телекамера 13 предусматривает возможность линейного продольного перемещения оправки 16 с микрообъективом 15 относительно телекамеры. Для этого на внешней стороне цилиндра 14 и внутренней поверхности оправки нарезана резьба с шагом 0,75 мм. Меняя положение оправки 16 с микрообъективом 15 добиться четкого изображения на экране монитора.
8. Исследуемый в данном эксперименте лазерный диод расположен в узле юстировочного устройства ЮУ2, осуществляющем угловое перемещение (рис.2.4). Необходимо добиться, чтобы его излучение попадало на входной торец волоконного световода, который расположен в этом же юстировочном устройстве (в узле, осуществляющем линейное перемещение). Изменяя угловое положение ЛД2 относительно торца световода с помощью микрометрических винтов УВ1 и УГ1 и перемещая оправку со входным торцом световода в двух поперечных направлениях относительно ЛД2 с помощью микрометрических винтов ЛПП2 и ЛВ2, добиться появления на выходном торце световода светового пятна, которое наблюдается на экране монитора. Регулировку положения источника и входного торца световода производить методом последовательных приближений, добиваясь максимальной яркости наблюдаемого пятна.
9. В юстировочном устройстве ЮУ2 предусмотрена возможность продольного перемещения телекамеры относительно торца световода с помощью микрометрического винта ЛПР2. При этом изменяется линейный масштаб изображения, наблюдаемого на экране монитора. Перемещая телекамеру в продольном направлении с помощью микрометрического винта ЛПР2, приближая ее к выходному торцу световода и поворачивая оправку 16 микрообъектива вокруг оптической оси по резъбе на цилиндре 14, следует добиться четкого изображения светящегося торца световода на экране монитора. Изображение должно занимать приблизительно половину экрана монитора. Изменяя угловое положение торца световода относительно микрообъектива телекамеры и перемещая телекамеру по двум поперечным направлениям с помощью соответствующих микрометрических винтов, необходимо добиться того, чтобы изображение светящегося пятна находилось в центре экрана монитора и при этом имело бы форму окружности.
10. При правильном выполнении всех юстировочных операций на экране монитора наблюдается распределение интенсивности в поперечном сечении исследуемого световода. Может оказаться, что яркость изображения черезмерно высока, что затрудняет наблюдение деталей изображения. В этом случае следует уменьшить долю оптической мощности источника излучения, которая вводится в исследуемый световод. Для этого необходимо сместить входной торец световода относительно ЛД2. Смещение может производиться как с помощью микрометрических винтов УВ1, УГ1 (по углу ввода излучения в световод), так и с помощью микрометрических винтов ЛПП1, ЛВ1 (линейное смещение торца световода относительно источника). Используя эти возможности добиться появления на экране монитора спекловой структуры - в пределах засвеченной световодом области должны наблюдатся отдельные мелкие светлые пятна, ограниченные темными областями. Положение их нестабильно и подвержено случайным флуктуациям. Это обусловлено когерентностью излучения ЛД.
11. После выполнения всех юстиовочных операций, не меняя пределов изменения тока накачки, уменьшить его до нуля установив ручки потенциометров регулировки тока накачки "грубо", "точно" на лицевой панели электронного блока «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки. При этом светящееся пятно на экране монитора исчезнет, так как генерация излучения отсутствует.
12. Плавно увеличивать величину тока накачки с помощью потенциометров «грубо», «точно» и следить за возникающим светящимся пятном на экране монитора. При токе накачки Iн меньшим порогового значения, определеного ранее при выполнении предыдущих лабораторных работ, на экране монитора должно наблюдаться светящееся пятно с равномерной засветкой. Картина стабильна, что свидетельствует об отсутствии интерференции между различными модами световода.
13. Дальнейшее увеличение тока накачки должно привести к появлению на экране монитора спекловой структуры - в пределах засвеченной световодом области должны наблюдатся отдельные мелкие светлые пятна, ограниченные темными областями. Положение их нестабильно и подвержено случайным флуктуациям. Это обусловлено когерентностью излучения ЛД.
14.Зафиксировать значение тока накачки Iп3, которое соответствует появлению спекловой структуры излучения из торца световода. Сравнить измеренное значение с величиной порогового тока Iп1 и величиной Iп2, соответствующей появлению поляризационных свойств лазерного излучения. Эти величины были определены ранее в лабораторных работах 1 и 2. Все три значения токов должны совпадать в пределах точности эксперимента.
15.Уменьшить до нуля значение тока накачки Iн установив ручки потенциометров регулировки тока накачки "грубо", "точно" на лицевой панели электронного блока «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки. При этом светящееся пятно на экране монитора исчезнет, так как генерация излучения отсутствует.
16.Заменить многомодовый световод на одномодовый. Для этого выполнить следующие операции.
16.1.С помощью микрометрического винта ЛПР1 (рис.2.4) переместить узел юстировочного устройства ЮУ1, осуществляющий линейное перемещение, в крайнее левое положение.
16.2.Отвернуть фиксирующий винт ФВ1 (рис.2.4) и отсоединить съемную оправку 10 с многомодовым световодом. Извлекать оправку со световодом из юстировочного устройства следует с осторожностью не допуская его резких изгибов.
16.3.Отвернуть коннектор FC входного торца многомодового световода от оправки 10, открутив фиксирующий винт коннектора. После этого извлечь его из узла юстировочного устройства ЮУ1, осуществляющего линейное перемещение.
16.4.Пропустить одномодовый световод через отверстия в платах 2, 3 и цилиндре 9.
16.5.Закрепить коннектор FC световода в оправке 10, навернув фиксирующий винт коннектора.
16.6.Осторожно, не допуская резких изгибов световода, вставить оправку 10 на установочное место и закрепить ее фиксирующим винтом ФВ1.
16.7.С помощью микрометрического винта ЛПР2 переместить узел юстировочного устройства ЮУ2, осуществляющий линейное перемещение, в крайнее левое положение.
16.8.Отвернуть фиксирующий винт ФВ2 (рис.2.4) и отсоединить съемную оправку 12 с многомодовым световодом. Извлекать оправку со световодом из юстировочного устройства следует с осторожностью не допуская его резких изгибов.
16.9.Отвернуть коннектор FC входного торца многомодового световода от оправки 12, открутив фиксирующий винт коннектора. После этого извлечь его из узла юстировочного устройства ЮУ2, осуществляющего угловое перемещение.
16.10.Пропустить световод через отверстия в кольцах 5, 6, 7 и цилиндре 11.
16.11.Закрепить коннектор FC световода в оправке 12, навернув фиксирующий винт коннектора.
16.12.Осторожно, не допуская резких изгибов световода, вставить оправку 12 на установочное место и закрепить ее фиксирующим винтом ФВ2.
17.Повторить операции, предусмотренные пунктами 2-11 данного описания.
18.Плавно увеличивать величину тока накачки с помощью потенциометров «грубо», «точно» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического излучения» и следить за возникающим светящимся пятном на экране монитора. При токе накачки Iн меньшим порогового значения, определенного ранее при выполнении предыдущих лабораторных работ, на экране монитора должно наблюдаться светящееся пятно с равномерной засветкой. Дальнейшее увеличение тока накачки приводит к тому, что проявляется модовая структура исследуемого световода. Размеры поперечного сечения и значения коэффициентов преломления анализируемого световода обеспечивают одномодовый режим на длине волны λ=1,3 мкм. В данном эксперименте используется источник с λ=0,67мкм. Поэтому световод уже не является одномодовым. В нем могут распространяться порядка 5 мод. Это обстоятельство делает картину распределения интенсивности в поперечном сечении регулярной, в отличие от многомодового световода, рассмотренного ранее.
19.Проанализировать распределение интенсивности в поперечном сечении одномодового световода по картине, наблюдаемой на экране монитора. Изменяя угловое положение источника оптического излучения относительно торца входного световода с помощью микрометрических винтов УВ1 и УГ1 юстировочного устройства ЮУ1 проследить за изменением распределения интенсивности в поперечном сечении, наблюдаемом на экране монитора. Зарисовать качественно все возможные картины распределения, которые могут быть получены при изменении положения входного торца световода относительно источника излучения.