Описание установки

Источником света в работе служит гелий-неоновый лазер
(l=632,8 нм). В качестве объектов исследования используют регулируемую щель, экраны с круглыми и прямоугольными отверстиями, нити, одномерные и двумерные решетки, закрепленные в рейтере на оптическом рельсе. Дифракционную картину наблюдают на экране. Для измерения фототока используют фотодиод ФД-3 с микроамперметром.

Принцип генерации света в лазерах

При помощи лазера (ОКГ) можно получить узкий направленный пучок, имеющий большую интенсивность монохроматического света. Это связано с тем, что в лазерах, в отличие от обычных источников света, излучения отдельных атомов когерентны. Если число излучающих атомов N, то интенсивность света в пучке I =N²i.

Рабочим веществом лазера является прозрачная для генерируемого света среда (кристалл, либо вещество в газообразном или жидком состоянии).

В лазерах искусственным путём создаются условия, при которых число атомов в возбуждённом состоянии больше, чем число атомов в стационарном состоянии. При этих условиях процессы вынужденного излучения атомов будут превалировать над процессами поглощения. Исходный фотон будет порождать интенсивный направленный поток когерентных фотонов – в этом заключается принцип генерации света в лазерах.

Устройство и принцип действия гелий-неонового лазера ЛГ/38

Основной частью газового лазера (рис. 11.2) является газоразрядная трубка 1, в которой осуществляется тлеющий газовый разряд. Трубка заполнена смесью неона и изотопа He. Используемый в работе лазер генерирует когерентное излучение с длиной волны
632,8 нм.

В результате взаимодействия атомов неона и гелия с электронами газоразрядной плазмы часть атомов Nе и Не переходят в возбужденное состояние. Атомы гелия, находясь на нестабильных уровнях, могут передавать энергию возбуждения атомам Ne при их столкновениях. Вследствие этого возникает инверсная (обращённая) заселённость возбужденных уровней атомов Ne,что и приводит к процессам вынужденного излучения. Кванты света, распространяющиеся вдоль оси трубки, испытывают многократное отражение от зеркал 2, что обеспечивает большую длину пути в газовой среде, и, следовательно, большую интенсивность излучения. Часть этого излучения проходит через переднее зеркало, коэффициент пропускания которого около 2%.

Рис. 11.2.