Laserul cu He-Ne

Laserul cu He-Ne

Scop: - determinarea razei fascicolului laser;

- determinarea divergentei fascicolului laser;

- studiul difractiei pe fir si pe retea bidimensionala.

1. Determinarea razei fascicolului laser

2. Divergenta fascicolului laser.

Distributia de intensitate in sectiunea treansversala a unui fascicol laser este , unde este raza fascicolului laser, adica acea distanta masurata de la centrul fascicolului la care intensitatea scade de ori.

Intensitatea curentului prin fotorezistenta este proportionala cu intensitatea luminoasa, de unde rezulta ca tensiunea culeasa pe elementul rezistiv are acelasi comportament ca si intensitatea luminoasa:

- Se fixeaza fotorezistenta la diatanta si se masoara pozitia y pe subler pentru care se obtin valorile si .

- Se fixeaza fotorezistenta la diatanta si se masoara pozitia y pe subler pentru valori ale tensiunii din 10 in 10, conform cu tabelul I.

Tabel I grafic u-z2

Divergenta fascicolului laser (v. fig) se calculeaza cu date existente in tabelul I

Astfel considerand razele fascicolului laser la doua repere si , divergenta fascicolului devine:

3 a).Difractia pe fir.

Fie figura de difractie pe un fir de diametru necunoscut a.

Conditia pentru realizarea maximului de ordin este , cu . Pentru maximul de ordin :

La fel pentru maximele de ordin superior:

De aici rezulta si apoi valoarea medie .

3 b). Difractia pe o retea bidimensionala.

In cazul difractiei pe o retea bidimensionala (o sita cu ochiuri de dimensiuni A pe directie orizontala si B pe directie verticala), dimensiunile ochiurilor retelei se calculeaza cu formulele:

si

unde , respectiv sunt distantele de la maximul central la maximele secundare de diverse ordine, masurate in directie verticala, respectiv orizontala.

Filtraj spatial.

Avand o functie oarecare (modulata) optic in focarul anterior al unei lentile, in celalalt focar obtinem o alta functie legata de prima. Relatia care exista intre ele este data de transformata Fourier (TF):

unde este o constanta de normare, iar este numarul de unda.

Functia poate fi modulata optic folosind un dispozitiv cu transmitanta sau un material optic cu indice de refractie constant dar care sa aiba o gosime variabila. Drumul optic diferit face ca unda plana incidenta sa capete un front de o anumita forma.

Daca mai punem inca o lentila al carui focar anterior sa coincida cu focarul posterior al primeia, fara a cunoaste teoria transformatelor Fourier, putem spune ca in focarul posterior al celei de-a doua lentile obtinem imaginea functiei .

Abbe aconsiderat ca lumina care pleaca din A cu o anumita configuratie, se imprastie si sistemul confocal o strange in aceiasi configuratie in B, formand imaginea reala a lui A. Noutatea care apare acum este ca mai exista un plan unde lumina are o configuratie cunoscuta apriori. Acesta est numit plan Fourier (PF). Daca in PF obturam anumite portiuni, sau punem o grila, imaginea primara poate fi modificata substantial (filtraj optic).

Proprietati ale TF:

-daca are o proprietate pe directia Ox, atunci in proprietatea apare in directia ;

- daca este o functie cu perioadele si () aflate in relatia , atunci transformata Fourier are perioadele respectiv , aflate in relatia .

- TF este utila in filtrarea imaginilor, scoaterea imaginilor din 'zgomot', prelucrarea datelor seismice, satelitare si a datelor radar, in spionaj militar, etc.