ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ. Установка (рис. 2.12) предназначена для исследования синтезированных ДОЭ.

Установка (рис. 2.12) предназначена для исследования синтезированных ДОЭ.

Рис. 2.12. Оптическая схема лабораторной установки:
1 - лазер; 2,3 - плоские зеркала; 4 - объектив микроскопа;
5 - точечная диафрагма; 6 - объектив; 7 - исследуемый элемент

Зеркала 2, 3 служат для направления луча лазера 1 в микрообъектив 4 под нужным углом, микрообъектив 4 служит для создания расходящегося пучка со сферическим волновым фронтом. Объектив 6 превращает расходящийся пучок в сходящийся, падающий на исследуемый элемент 7. Поле интенсивности, созданное исследуемым элементом, преобразуется ПЗС-видеодатчиком в электрический видеосигнал, который оцифровывается и контролируется визуально на мониторе компьютера, а выбранные кадры в последующем подвергаются цифровой обработке. Необходимость установки по ходу луча телескопической системы из двух объективов 4 и 6 объясняется тем, что диаметр нерасширенного луча не превышает 1‑2 мм, в то время как апертура большинства синтезированных элементов составляет 5‑50 мм. Кроме того, распределение амплитуды в поперечном сечении лазерного пучка подчиняется гауссову закону, а исследуемые ДОЭ рассчитаны на близкое к равномерному распределение интенсивности. Такое распределение света как раз и достигается расширением луча лазера с последующим использованием центральной части получающегося светового пятна, где распределение интенсивности близко к равномерному.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Обратиться к преподавателю с просьбой включить лазер.

2. Получить у преподавателя ДОЭ для измерения их характеристик.

3. Отрегулировать точечный источник в соответствии с п.1.1.1 методических указаний (рис. 1.1).

4. Перемещая держатель с объективом 6, добиться формирования сходящейся сферической волны с фокусом 150 – 200 мм.

5. Поместить ПЗС‑видеодатчик в сходящийся пучок на таком расстоянии от фокуса, чтобы нигде не наблюдалось насыщение (контроль осуществлять в режиме псевдоцвета).

6. Осуществить ввод и сохранение в разные файлы распределения интенсивности, регистрируемого ПЗС‑видеодатчиком, для следующих случаев: а) без поглощающего фильтра; б) с поглощающими фильтрами различной плотности; в - при полностью закрытом входном окне ПЗС‑видеодатчика.

7. Пользуясь п. 1.2 методическиих указаний, рассчитать темновые токи, коэффициенты поглощения фильтров и разброс фоточувствительности ячеек..

8. Установить в оптическую схему ДОЭ, полученный у преподавателя. Перемещая ПЗС‑видеодатчик, поместить его в фокус сходящейся волны. Перемещая ДОЭ, добиться необходимого масштаба изображения, при котором можно наблюдать все нужные порядки дифракции (см. рис. 2.11). Меняя и добавляя поглощающие фильтры, добиться отсутствия насыщения ПЗС‑видеодатчика.

9. Осуществить ввод и сохранение в разные файлы распределений интенсивности, регистрируемых ПЗС-видеодатчиком, для всех ДОЭ, полученных у преподавателя.

10. Произвести обработку полученных данных для вычисления параметров ДОЭ, указанных преподавателем.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Рассчитанные коэффициенты поглощения фильтров

2. Вычисленные параметры и графики полученных зависимостей.

Вопросы для контроля к 4 лабораторной работе

1. Какой оптический элемент является дифракционным?

2. В чем преимущества дифракционных решеток при решении задач фокусировки?

3. Каким свойством должна обладать дифракционная решетка, чтобы обеспечивать непрерывность фокальной картины?