МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Національний університет «Львівська політехніка» / Лабораторна робота №2 «Дослідження явищ дифракції та інтерференції когерентних джерел випромінювання для оптоволоконних ліній» Мета роботи: спостереження інтерференційних картин когерентного джерела випромінювання на різних віддалях від нього. Оцінка ширини діаграми направленості випромінювання та обгрунтування оптимальних відстаней від горця волокна. Теоретичні відомості Нехай випромінююча поверхня має форму прямокутника з розмірами / На відстані R0 від нього розташований екран (з розмірами/і / Потрібно знайти амплітуду хвильового ноля/в довільній точці екрану, якщо розподіл амплітуди джерела/- відоме (див. рис1). / Задача вирішується шляхом підсумовування амплітуд хвильового поля в точці (х,у) від кожної елементарної ділянки/з врахуванням амплітуди і фази цієї складової поля (формула Кірхгофа). / де/- довжина хвилі джерела; / хвильове число; / - комплексна амплітуда поля джерела. Відомо що, щільність потоку енергії точкового джерела (Р) спадає пропорційна квадрату амплітуди електричного поля/а також спадає пропорційно квадрату відстані/ Комплексний множник с'н враховує зміну фази хвилі на довжині шляху/ Множник/в формулі Кірхгофа отримана з умови нормування. Нехай випромінююча поверхня джерела - плоска та мас великі розміри порівняно з відстанню R. 'Годі світлова хвиля буде плоскою, а її амплітуда в точці спостереження такою ж, як на випромінюючій поверхні. Тоді/ / Хід роботи Практична реалізація розрахунків виконана в програмі FRENEL.EXE. Запустіть програму FRENEL.EXE. Програма вимагає завдання початкових даних тому виберіть початкові дані згідно варіанту (дані і варіант подані в таблиці). / 2.1 На екрані монітора з'явиться: Задайте параметри для розрахунку: Довжина хвилі (мкм)= ... Потрібно задати значення довжини хвилі згідно варіанту в мікрометрах і натисніть <Enter>. 2.2 Аналогічно потрібно ввести значення: розміри випромінюючої ділянки/ відстань до точки спостереження; розміри екрану спостереження!/ На екрані монітора з'явиться інтерференційна картина. Амплітуда поля в кожній точці умовно зображена колом, при чому Діаметр кола прямо пропорційний амплітуді поля в цій точці. Визначити ширину діаграми направленості. 4.1 Побудуйте залежність зміни діаметра кола в залежності від відстані від середини екрана спостереження/(число точок в яких обчислюється амплітуда поля дорівнює 21x21). Тобто коли є задані розміри екрана спостереження 210x210, тоді відстань між точками / Хмкм. 4.2 Визначити ширину діаграми направленості в вертикальній площині. Побудувавши /можна оцінити на якій відстані у від центру амплітуда поля знизиться в V2 , тобто інтенсивність в 2 рази. Через це можливо оцінити ширину діаграми направленості в вертикальній площині/ / (=1мкм; Ширина роб. ділянки: 2 мкм; Довжина роб. ділянки: 2 мкм; Відстань до точки спостереження: 10 мкм; Ширина екрана спостереження: 30мкм Довжина екрана спостереження: 30мкм / (=1мкм; Ширина роб. ділянки: 2 мкм; Довжина роб. ділянки: 2 мкм; Відстань до точки спостереження: 60 мкм; Ширина екрана спостереження: 30мкм Довжина екрана спостереження: 30мкм / (=1мкм; Ширина роб. ділянки: 2 мкм; Довжина роб. ділянки: 2 мкм; Відстань до точки спостереження: 100 мкм; Ширина екрана спостереження: 30мкм Довжина екрана спостереження: 30мкм / Висновок: На даній лабораторній роботі ми провели спостереження інтерференційних картин когерентного джерела випромінювання на різних віддалях від нього, для даної площини екрану найбільш сприятлива віддаль 100мкм, бо при цьому прибл. 90% потужності випромінювання припадає на експозиційну поверхню.