2.1. Рекомендуемая литература:
1. Ландсберг Г.С. Оптика.-М.: Физматлит, 2003.- 848с.
2. Бутиков Е.И. Оптика, - М.: Лань, 2012. -608с.
3. Шмидт В. Оптическая спектроскопия-М.: Техносфера, 2007.
2.2. Изучить следующие вопросы:
-интерференция двух когерентных монохроматических световых волн;
-видностъ интерференционного поля, влияние на него различных факторов: длины когерентности излучения, интенсивности волн;
-геометрия интерференционного поля, связь интерференционной картины с геометрией волновых фронтов интерферирующих волн;
-принцип работы лазерного двухлучевого интерферометра Майкельсона;
ОСНОВНОЕ РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ
3.1 Задание 1. Юстировка интерферометра Майкельсона.
3.1.1. Выполнить установку лазера параллельно оптической скамье (ОС).
Рис. 3.1.1. Схема юстировки оптической системы:
1-лазер гелий-неоновый; 2-блок питания лазера; 3, 3'-экран в двух положениях.
Поставить экран (3) рядом с лазером (1) и перемещая лазер, добиться того, что бы пятно лазерного излучения было в центре экрана. Затем установить экран в конце ОС и юстировочными винтами крепления лазера добиться, что бы пятно лазерного излучения попало в центр экрана. Опять установить экран ближе к лазеру. Если пятно осталось в центре экрана, то зафиксировать юстировочные винты лазера. Если пятно немного сместилось, то переместить столик с лазером до совмещения с центром экрана. Стоит проделать юстировку до тех пор, пока пятно лазерного излучения в разных положениях экрана не будет по центру.
3.1.2. Собрать схему установки для измерения временной когерентности He-Ne лазера (см. рис.3.1.2.).
Рис.3.2 Блок-схема лабораторной установки:
1-исследуемый He-Ne лазер; 2-блок питания лазера; 3-полу-прозрачное зеркало (светоделитель); 4-триппель-призма; 5, 5’ – подвижная триппель-призма (в двух положениях); 6-линза; 7-фото-приемник с блоком питания; 8-осциллограф; 9-генератор синусоидальных колебаний (ГСК).
3.1.2. Установить на (ОС) светоделитель и триппель-призмы. Перемещая триппель-призму (5), добиться выравнивания оптических путей в обоих плечах интерферометра. Светоделитель должен быть установлен таким образом, что бы отраженный от него луч был примерно параллельным плоскости ОС и составлял с прошедшим через него лучом угол ~90°.
3.1.3. Установить линзу. Перемещая триппель-призмы в плоскости, перпендикулярной оптической оси, добиться того, что бы лучи, отраженные обеих трипель-призм, совпали. Наблюдать интерференционную картину на экране с отверстием, прикрепленному к фотоприемнику (7).
3.2. Задание 2. И змерение временной когерентности гелий-неонового лазера.
3.2.1. Включить осциллограф и ГСК. Меняя частоту и напряжение на генераторе, наблюдать на осциллографе сигнал с выхода фотоприемника. Сфотографировать, либо нарисовать от руки, форму полученного сигнала.
3.2.2. Юстировкой триппель-призмы (4) добиться максимального значения амплитуды сигнала. Замерить максимальное и минимальное значение (
и 
) и записать полученные данные в таблице.
3.2.3. Перекрывая поочередно триппель-призмы, замерить значения интенсивности в каждом плече (
и I 2) и записать полученные данные в таблице.
| Δ L |
|
|
|
| K | V | 
|
|
|
|
|
|
|
|
3.2.4. Отодвинуть триппель-призму (5) на расстояние 5см и повторить п.п. 3.2.2. и 3.2.3. Проделать тоже самое до значения 70см с шагом Δ l =5см и записать полученные данные в таблице.
3.2.5. Для каждого значения ̉Δ L рассчитать значения видности V, функции временной когерентности 
и K по формулам:
, 
, 
,
где K – видность для идеального источника излучения, а Δ L = 2 ∙ Δ l -оптическая разность хода.
3.2.6. По результатам расчетов построить график функции временной когерентности . По графику определить длину когерентности гелий-неонового лазера и его спектральный состав.
Заключение
4.1.Провести анализ полученных результатов и теоретически обосновать их.
4.2.Оформить индивидуальный отчет в соответствии с установленными требованиями.
Контрольные вопросы
1. Объясните принцип работы интерферометра Майкельсона.
2. Условия наблюдения интерференционной картины на экране.
3. Что такое временная когерентность лазера?
4. От чего зависит временная когерентность лазера?
5. Каким образом из графика функции временной когерентности можно получить информацию о спектральном составе излучения?
6. Дайте качественное объяснение кривой видности в случае источника, спектр излучения которого состоит из двух близких линий.
Литературный редактор Н.К. Костыгина
Подписано в печать 14.05.2013. Формат 60x84 1/16.
Бумага офсетная. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 4,41. Усл. кр.-отт. 17,64. Уч.-изд. л. 4,75.
Тираж экз. Сxx
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
“Московский государственный институт радиотехники,
электроники и автоматики (технический университет)”
119454, Москва, пр.Вернадского, 78
