Краткая теория:

Новый тип интерферометра, получивший название лазерного трёхзеркального интерферометра, разработан на основе эффекта, который впервые наблюдали Кинг и Стюард в 1963 г. Если часть энергии луча, излучаемой гелий-неоновым лазером, вернуть с помощью внешнего зеркала в лазерный резонатор, то амплитуда излучения лазера изменится. В лазере происходят сложные процессы, в том числе интерференция между световым полем в резонаторе и отраженным лучом. Фазовая информация, заключенная в возвращенном луче, проявляется в форме амплитудной модуляции выходного излучения непрерывно работающего лазера. Таким образом, лазер одновременно выполняет функции как источника излучения, так и детектора интерферометра. Преимущество нового интерферометра - простота и высокая чувствительность. В дополнение к гелий-неоновому лазеру нужно установить всего лишь одно внешнее зеркало.

Рисунок 1 – схема установки, используемой в данной лабораторной работе

1 – звуковой генератор; 2 – диффузор с подвижным зеркалом; 3,4,4^, - зеркала; 5 – газоразрядная трубка; 6 – блок питания лазера; 7 – приемник излучения; 8 – блок питания; 9 – осциллограф

Амплитудная модуляция лазерного излучения

Эффект амплитудной модуляции излучения лазера описывается более полно и просто, если рассматривать внешнее зеркало М₃ и зеркало М₂   (рисунок 2) как резонатор Фабри-Перо. Такое составное зеркало затем рассматривается как одно из зеркал в резонаторе лазера.

В настоящей работе амплитудная модуляция осуществляется с помощью малых перемещений внешнего зеркала М₃. Это зеркало приклеено к диффузору громкоговорителя. В качестве зеркала М₃ можно использовать также мембранную пластину микрофона, покрытую отражающим зеркальным слоем. На катушку динамика подается синусоидальное напряжение от звукового генератора. Зеркало М₃ колеблется от крайнего положения А до крайнего положения В. Допустим, что в какой-то момент времени зеркало сместилось на λ₀/2. Луч 2 на пути к зеркалу М₃ и обратно приобретает разность хода λ₀ по отношению к лучу 1. Следовательно, в случае движущегося зеркала М₃ одна "полоса" модуляции будет соответствовать смещению М₃ на λ₀/2. Зеркало М₃, двигаясь от А до В, проходит путь 2Δх = N λ₀ /2, где N - число интерференционных "полос" на экране осциллографа. Отсюда смещение или амплитуда колебания зеркала  Δх = N λ₀ /4.

Рисунок 2 – Схема, поясняющая принцип работы трехзеркального интерферометра с подвижным зеркалом М₃

Расчетная часть:

Так как N - число интерференционных "полос" на экране осциллографа равно 7,то амплитуда колебания зеркала будет равна:

Вывод: в ходе данной лабораторной работы был изучен принципом работы трехзеркального лазер – интерферометра и  определена амплитуда колебаний зеркала, которая составила 1,1 мм.