Лабораторная работа: Исследование элементов световодного тракта
1. Закрепить входной торец многомодового (оранжевый цвет защитной оболочки) световода в узел юстировочного устройства ЮУ1, осуществляющий линейное перемещение (рис. 5). Для этого выполнить следующие операции. (Пункты 1 и 2 выполняются преподавателем ).
1.1. С помощью микрометрического винта ЛПР1 переместить узел, осуществляющий линейное перемещение, в крайнее правое положение.
1.2. Отвернуть фиксирующий винт ФВ1 (рис. 5) и отсоединить съемную оправку 10.
1.3. Пропустить световод через отверстия в платах 2, 3 и цилиндре 9.
1.4. Закрепить коннектор FC световода в оправке 10, навернув фиксирующий винт коннектора.
1.5. Осторожно, не допуская резких изгибов световода, вставить оправку 10 на установочное место и закрепить ее фиксирующим винтом ФВ1.
2. Закрепить выходной торец световода в узел юстировочного устройства ЮУ2, осуществляющий угловое перемещение (рис. 5 [Общая характеристика установки]). Для этого выполнить следующие операции.
2.1. С помощью микрометрического винта ЛПР2 переместить узел, осуществляющий линейное перемещение, в крайнее правое положение.
2.2. Отвернуть фиксирующий винт ФВ2 (рис. 5) и отсоединить съемную оправку 12.
2.3. Пропустить световод через отверстия в кольцах 5,6,7 и цилиндре 11.
2.4. Закрепить коннектор FC световода в оправке 12, навернув фиксирующий винт коннектора.
2.5. Осторожно, не допуская резких изгибов световода, вставить оправку 12 на установочное место и закрепить ее фиксирующим винтом ФВ2.
3. Установить:
– ручки потенциометров регулировки тока накачки «грубо», «точно» на лицевой панели БПЛ (рис. 2) «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки;
– кнопочный переключатель пределов изменения тока накачки – в положение 60 мА.
– с помощью соединительного кабеля подключить ЛД (рис. 1) к блоку «Источник оптического излучения». Соединение осуществляется с помощью разъема РС 4 ТВ, блочная часть которого расположена на лицевой панели.
4. Включить тумблер «сеть» на лицевой панели блока «Источник оптического излучения». При этом загорается его подсветка.
5. Включить питание монитора М и телекамеры ТК (рис. 1), нажав кнопочный переключатель на лицевой панели монитора. При этом после его прогрева наблюдается слабое свечение экрана монитора.
6. С помощью потенциометров «грубо», «точно», расположенных на лицевой панели блока «Источник оптического излучения» установить значение тока накачки лазерного диода Iн = 15мА. Контроль тока накачки осуществляется по стрелочному прибору на лицевой панели.
7. Выходной торец световода расположен напротив телекамеры. Оба элемента закреплены во втором юстировочном устройстве ЮУ2 (рис. 5). Изменяя угловое положение торца световода относительно телекамеры с помощью микрометрических винтов УВ2 и УГ2 и перемещая телекамеру в двух поперечных направлениях с помощью микрометрических винтов ЛП2 и ЛВ2, добиться появления изображения торца световода на экране монитора.
8. Используемый в данном эксперименте лазерный диод расположен в узле юстировочного устройства ЮУ1, осуществляющем угловое перемещение (рис. 5). Необходимо добиться, чтобы его излучение попадало на входной торец волоконного световода, который расположен в этом же юстировочном устройстве (в узле, осуществляющем линейное перемещение). Изменяя угловое положение ЛД относительно торца световода с помощью микрометрических винтов УВ1 и УГ1 и перемещая оправку со входным торцом световода в двух поперечных направлениях относительно ЛД с помощью микрометрических винтов ЛП2 и ЛВ2, добиться появления на выходном торце световода светового пятна, которое наблюдается на экране монитора. Регулировку положения источника и входного торца световода производить методом последовательных приближений, добиваясь максимальной яркости наблюдаемого пятна.
9. В юстировочном устройстве ЮУ2 предусмотрена возможность продольного перемещения телекамеры относительно торца световода с помощью микрометрического винта ЛПР2. При этом изменяется линейный масштаб изображения, наблюдаемого на экране монитора. Перемещая телекамеру в продольном направлении с помощью микрометрического винта ЛПР2, приближая ее к выходному торцу световода, следует добиться четкого изображения светящегося торца световода на экране монитора. Изображение должно занимать приблизительно половину экрана монитора. Изменяя угловое положение торца световода относительно микрообъектива телекамеры и перемещая телекамеру по двум поперечным направлениям с помощью соответствующих микрометрических винтов, необходимо добиться того, чтобы изображение светящегося пятна находилось в центре экрана монитора и при этом имело бы форму окружности.
10. При правильном выполнении всех юстировочных операций на экране монитора наблюдается распределение интенсивности в поперечном сечении исследуемого световода. Может оказаться, что яркость изображения черезмерно высока, что затрудняет наблюдение деталей изображения. В этом случае следует уменьшить долю оптической мощности источника излучения, которая вводится в исследуемый световод. Этого можно добиться двумя способами,
Первый. Сместить входной торец световода относительно ЛД. Смещение может производиться как с помощью микрометрических винтов УВ1, УГ1 (по углу ввода излучения в световод), так и с помощью микрометрических винтов ЛП1, ЛВ1 (линейное смещение торца световода относительно источника). Используя эти возможности добиться появления на экране монитора спекловой структуры – в пределах засвеченной световодом области должны наблюдатся отдельные мелкие светлые пятна, ограниченные темными областями. Положение их нестабильно и подвержено случайным флуктуациям. Это обусловлено когерентностью излучения ЛД.
Второй. Повернуть поляризатор вокруг оси так, чтобы оптическая мощность, вводимая в световод, была бы оптимальна для проведения измерений.
11. После выполнения всех юстиовочных операций, не меняя пределов изменения тока накачки, уменьшить его до нуля установив ручки потенциометров регулировки тока накачки «грубо», «точно» на лицевой панели электронного блока «Источник оптического излучения» в крайнее положение против часовой стрелки. При этом светящееся пятно на экране монитора исчезнет, так как генерация излучения отсутствует.
12. Плавно увеличивать величину тока накачки с помощью потенциометров «грубо», «точно» и следить за возникновением светящегося пятна на экране монитора. При токе накачки Iн меньшим порогового значения на экране монитора должно наблюдаться светящееся пятно с равномерной засветкой. Картина стабильна, что свидетельствует об отсутствии интерференции между различными модами световода.
13. Дальнейшее увеличение тока накачки должно привести к появлению на экране монитора спекловой структуры – в пределах засвеченной световодом области должны наблюдатся отдельные мелкие светлые пятна, ограниченные темными областями. Положение их нестабильно и подвержено случайным флуктуациям. Это обусловлено когерентностью излучения ЛД.
14. Зафиксировать значение тока накачки I0 , которое соответствует появлению спекловой структуры излучения из торца световода.