Оценка степени когерентности излучения оптического источника производится по контрасту спекловой структуры, наблюдаемой на торце световода, возбужденного исследуемым источником. Оценка может проиводится по анализу картины излучения как из торца одномодового, так и многомодового световода. Для анализа картины излучения используется осциллограф с блоком выделения строки (осц и БВС на рис 2.1). В этом случае осциллограмма, наблюдаемая на экране осциллографа, повторяет закон распределения интенсивности в поперечном сечении. На рис.5.1 показано качественно изображение светящегося торца световода, наблюдаемого на экране монитора и отмечены выделяемые строки изображения. Здесь же приведены соответствующие выделяемым строкам осциллограммы, наблюдаемые на экране осциллографа. Изменяя положение выделяемой строки с помощью кнопок «↓, ↑ » на лицевой панели БВС, можно просканировать изображение, наблюдаемое на экране монитора, по вертикали (рис.5.1). Качественная оценка степени когерентности излучения лазерного диода ЛД2 может производится как с помощью одномодового, так и с помощью многомодового световода. Следует помнить, что в данной установке для возбуждения световодов используется источник с длиной волны λ=1,3мкм и в «одномодовом световоде» могут распространяться порядка 5 собственных волн. Тип световода, используемый для измерений, указывается преподавателем.
1.При необходимости произвести замену или установку световода, расположенного между юстировочными устройствами ЮУ1 и ЮУ2 (рис.2.1, 2.4). Перед началом замены или установки световода необходимо:
-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;
-выключить питание блока тумблером «сеть» на его лицевой панели.
Операции по замене или установке описаны в пунктах 16 или 1, 2 данного раздела. После выполнения замены или установки световода необходимо провести юстировочные операции, описанные в пунктах 3-11 предыдущего раздела.
2.Включить питание осциллографа, блока выделения строки и монитора.
3.Установить выделяемую строку в центр изображения на экране монитора. Для этого нажать кнопку «+» на лицевой панели БВС. Положение выделяемой строки отмечается на экране монитора светлой линией. При необходимости для удобства проведения измерений изменить положение выделяемой строки с помощью кнопок «↓, ↑ » на лицевой панели БВС.
4.Измерить степень когерентности следует по контрасту интерференционной картины, наблюдаемой на экране монитора. Она является результатом интерференции отдельных мод световода, каждая из которых попадает на торец, пойдя отличный от других путь. Следует помнить, что любая, даже самая незначительная деформация световода, приводит к изменению этого пути, что приводит к изменению результата интерференции. В результате интерференционная картина не остается стабильной. Поэтому при проведении измерений следует стремиться к исключению воздействий на исследуемый световод. Выполнить следующие операции.
4.1.Установить значение тока накачки лазерного диода равным 20мА с помощью потенциометров регулировки тока накачки "грубо", "точно" на лицевой панели электронного блока «Источник оптического излучения». Контроль тока накачки осуществляется по стрелочному прибору на лицевой панели. При этом его излучение становится заведомо когерентным и на экране монитора должна наблюдается спекл-картина.
4.2.На экране осциллографа при этом должна наблюдается осциллограмма, примерный вид которой показан на рис.5.2.а. Если наблюдается чрезмерный контраст изображения, вид осциллограммы будет соответствовать рис.5.2.б. В этом случае следует уменьшить долю оптической мощности источника излучения, которая вводится в исследуемый световод. Для этого необходимо сместить входной торец световода относительно ЛД2 (рис.2.4). 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 осциллограммы, соответствующей рис.5.2.а.
4.3.Ручкой «В/дел», находящейся на лицевой панели осциллографа, установить удобный для измерения вертикальный масштаб изображения. В дальнейших измерениях положение ручки не менять.
4.4.Ручкой «сек/дел», находящейся на лицевой панели осциллографа, установить удобный для измерения горизонтальный масштаб изображения.
4.5.Отметить на осциллограмме положение уровня «черного» (рис.5.2.а) и отсчитать от него уровень, соответствующий минимальной рmin и максимальной рmax яркости изображения в пределах светящегося пятна на торце световода. Отсчет проводить в делениях, нанесенных на экран осциллографа. Данные измерений занести в таблицу 1.
Занести значение Iн в первую графу таблицы 1.
Таблица 1. Измерение степени когерентности лазерного диода.
| Iн (мА) | 15 мА | |||
| рmin (дел) | ||||
| рmах (дел) | ||||
| γ |
4.6.Изменять величину тока накачки в сторону уменьшения с шагом, указанным преподавателем. При каждом фиксированном значении Iн определять рmin и рmax. Отсчет проводить в делениях, нанесенных на экран осциллографа. Данные измерений занести в таблицу 1.При уменьшении тока накачки яркость изображения также уменьшается. При необходимости увеличить яркость изображения за счет увеличения мощности, вводимой в световод. Для этого следует выполнить операции по юстировке, описанные в пункте 14.2.4.
4.7.По данным измерений вычислить величину степени когерентности по формуле:
γ = (рmax - рmin)/ (рmax + рmin)
и построить зависимость γ(Iн).
Приложение.