интерферометр Фабри-Перо

Gall · Post by **Gall** » Fri Jan 09, 2009 3:55 pm

He-Ne есть, на нем в основном и налаживаю. С параллельностью пока не очень понятно, возможно, придется делать "по классике" - две линзы (на входе и выходе) с диафрагмами в фокусе, как в статье из физического словаря. И потом попадать лазером в эти диафрагмы... Подходящие линзы, кажется, есть.

Впрочем, даже если сканирование не заработает, можно и просто визуально смотреть. В общем-то видно.

holos · Post by **holos** » Tue Jan 13, 2009 8:26 pm

Прямо соцсоревнование какое-то

Сегодня собрал свой вариант SFPI. Расстояние между зеркалами фиксированное, около 2-х мм. Посмотрим, как будет работать.

: sfpi_02.jpg (56.32 KiB) Viewed 4322 times

Кстати, насчет "куска спектра" от He-Ne я ошибся - в 2-х мм интерферометре будет виден весь спектр и очень "мелко" - он займет всего 1/50 от периода сканирования. Его можно будет увидеть в растянутом виде, но придется хорошо покрутить осциллограф.

holos · Post by **holos** » Wed Jan 14, 2009 8:07 pm

Сегодня сделал первую попытку собрать измерительную схему. Пришлось все перетаскивать в студию – в лаборатории места для такой схемы уже не было.

: sfpi_03.jpg (76.79 KiB) Viewed 4292 times

Интерферометр настроил быстро, у He-Ne и мощность хорошая и пучок параллельный. Всю электронику собрал без особых проблем, только с заземлением опять пришлось повозиться. Стал выводить режимы SFPI. Получил такую картинку.

: sfpi_04.jpg (71.36 KiB) Viewed 4290 times

Спектр на осциллографе отображается вверх ногами – такая уж получилась полярность сигнала. Так вот рябь на верхушках импульсов – это и есть спектр лазера. Разрешение нулевое. И немного удивляет, что спектр занимает больше места на развертке, чем я предполагал.
Ладно, надо заняться повышением разрешения интерферометра – в нем много лишних лучей. Надо диафрагмировать входящий пучок, вставить диафрагму внутрь резонатора интерферометра и оптимизировать управляющие напряжения.

holos · Post by **holos** » Fri Jan 16, 2009 9:04 pm

Сегодня продолжил работу над SFPI. Первое, что сделал, установил диафрагму диаметром 2 мм перед входным зеркалом интерферометра и, тем самым, существенно улучшил качество входящего пучка. Результат не замедлил сказаться, ширина спектра резко уменьшилась. Подстроил управляющие напряжения и вот – долгожданная картинка (см. левое фото). Каритнку развернул на 180 градусов для удобства наблюдения.

: sfpi_05.jpg (56.88 KiB) Viewed 4250 times

18.01.09. Вынужден подкорректировать пояснения, так как обнаружил неточность, вернее, недоработку схемы измерения. В проведенном эксперименте осциллограф работал в режиме синхронизации развертки по фронту импульсов, и это привело к неопределенности положения спектра относительно начала сканирования спектра синусоидальным напряжением, подаваемым на пъезокерамику. Поэтому, указанные на осциллограммах расстояния между резонансными частотами интерферометра неверны. Необходимо напрямую синхронизировать осциллограф с напряжением сканирования и вывести на экран только один спектр. Подзабыл я эти мелочи за 20 лет

.

С остальными комментариями к эксперименту все в порядке. Диафрагмирование пучка диафрагмой 2 мм (фото слева) привело к существенному сужению спектра, как и предполагалось, исходя из расстояния между зеркалами интерферометра. Установка диафрагмы 1,4 мм (фото справа) еще больше сузило спектр. С другой стороны, это означает, что разрешение SFPI еще не идеальное и именно оно определяет ширину пиков.
Меняя постоянное напряжение на пъезокерамике, можно спокойно перемещать спектр между резонансными частотами (отмечено красной стрелкой). Добиться разрешения отдельных частотных компонент в спектре He-Ne с таким интерферометром невозможно, да это и не требуется – он рассчитан на измерение спектра полупроводникового лазера. Надо бы сделать диафрагму диаметром 1 мм (ФЭУ еще тянет), но такого сверла не нашел. Можно переходить к измерению спектра полупроводникового лазера.

Gall · Post by **Gall** » Sat Jan 17, 2009 8:28 pm

Кстати, давно хотел спросить - а какой марки ФЭУ?

holos · Post by **holos** » Sun Jan 18, 2009 7:22 am

Да я и сам хотел это выяснить, когда писал о блоке управления. Но принципиальных схем не нашел - затерялись за это время, а выковырнуть ФЭУ из корпуса не смог - очень плотно сидел, мог его просто раздавить. Знаю только, что ФЭУ не из самых крутых, мог работать на 1,5 кВ, я же дал только 1 кВ, чтобы не усложнять блок питания.

Помню, у нас в лаборатории был очень солидный заводской фотоизмеритель на базе ФЭУ, назывался ФЭИС. Чувствительность была немерянная, встроенный микроамперметр зашкаливал от малейшего чиха. В конце концов, после очередного неудачного измерения, стрелка микроамперметра отскочила, пришлось переходить на внешний измеритель. И, вот, на осциллографе я увидел могучую ПИЛУ. Вскрыв БП понял причину – выпрямитель не имел конденсаторов! Только трансформатор и диодный мостик. Вот это решение! Что же им можно было измерять? Набрав кондеров, я распял и рассовал их по всему корпусу, рискуя мощным КЗ (выпрямитель выдавал больше 2 кВ). ФЭИС заработал в нормальном режиме с удовлетворительными наводками, но, все равно, его дикая чувствительность сильно мешала проводить измерения.
Поэтому, когда я делал БП для интерферометра, сразу заложил в схему выпрямителя не только конденсаторы, но и линейку стабилитронов и получил очень приличную стабильность питания ФЭУ.

_Pirra · Post by **_Pirra** » Sun Jan 18, 2009 6:06 pm

Доброго времени суток.

Можно пару советов по настройке (наверно правильней сказать юстировке) интерферометра. Зеркала у меня от Сергея Петровича. За, что ему огромное спасибо.

Из лазеров у меня тоько лазерный модуль. Обязятельно ли его "калимировать"?

Заранее благодарна.

Gall · Post by **Gall** » Mon Jan 19, 2009 8:52 am

Интерферометр можно запускать с лазерным модулем, на обычном параллельном луче (как у указки), но это не очень удобно. Процедура настройки примерно такая.

1. Снять с интерферометра выходное зеркало, оставить только входное. Закрепить интерферометр и лазерный модуль на чем-нибудь вроде рельсы. Удобно, если лазер достаточно далеко (сантиметров 40 хотя бы).
2. Отражением от первого зеркала попасть обратно в лазер.
3. Вернуть на место второе зеркало. Подстроить сбившееся первое.
4. Поставить на выходе интерферометра матовое стекло (или экран, если освещенности хватает). регулировать второе зеркало, стараясь совместить все пятна на экране в одно. Если пятна образуют дугу, надо снова подстроить первое зеркало (попасть отражением обратно в лазер). В момент совмещения пятен начнутся заметные мигания яркости от малейшего движения. В этот момент пятно от лазера будет представлять собой кусочек интерферограммы. Если пятно слишком мало, можно чуть-чуть расфокусировать луч.

В такой оптической схеме видно достаточно плохо, но что-то разглядеть можно. Для грубой настройки хороших зеркал удобно применять не красный, а зеленый лазерный модуль (или указку), поскольку на нем интерферометр работает значительно хуже, а сам луч виден гораздо четче. На красном грубую настройку поймать очень тяжело именно потому, что луч хорошо отражается и ничего не видно.

Gall · Post by **Gall** » Mon Jan 19, 2009 8:57 am

holos wrote:Да я и сам хотел это выяснить, когда писал о блоке управления. Но принципиальных схем не нашел - затерялись за это время, а выковырнуть ФЭУ из корпуса не смог - очень плотно сидел, мог его просто раздавить. Знаю только, что ФЭУ не из самых крутых, мог работать на 1,5 кВ, я же дал только 1 кВ, чтобы не усложнять блок питания.

Тогда такой вопрос - он с торцевым входом или с боковым? И каких примерно размеров? (Этого достаточно, чтобы примерно определить марку).

У меня ФЭУ RCA 1P22 (дешевый старый импортный, достаточно доступный). Есть еще пара 1P21, купил по случаю - у этих чувствительность вплоть до отдельных фотонов, но красная граница чуть ли не в синей области - для 630-нанометрового диапазона, видимо, бесполезны.

Вчера спаял умножитель напряжения по схеме, подсмотренной у Hamamatsu. Пока не проверял.

holos · Post by **holos** » Tue Jan 20, 2009 9:03 pm

Нашел! Нашел описание ФЭУ. Рабочая тетрадь № 5,запись от 23.02.81.
ФЭУ-62
Анодная чувствительность – 1А/лм
Темновой ток – 0,5 мкА
Чувствительность фотокатода – 46 мкА/лм
Максимальный анодный ток – 100 мкА
Разъем питания с торца