| 1974 | Квантовая электроника | №5, сс. 1279-1281 |
А. Г. Могильный, В. Д. Попов, Б.В. Рыбаков
При исследовании света, рассеянного зеркалами, предназначенными для ОКГ, возникает необходимость измерения малых световых сигналов. Для улучшения отношения сигнал-шум полезно увеличивать интенсивность света, падающего на исследуемое зеркало. Для зеркал с малыми потерями увеличения интенсивности падающего света можно достичь, используя энергию, накопленную внутри резонатора ОКГ.
Схема экспериментальной установки для измерения поляризации рассеянного света, реализующей этот способ улучшения чувствительности, показана на рис. 1, а.
 |
 |
|
Рис.1. Схема экспериментальной установки (а) и фотоприемника (б): 1 - исследуемое зеркало; 2 - плоское зеркало; 3 - сферическое зеркало с радиусом кривизны R =8000 мм, энергетическими коэффициентами пропускания Ts=7.10- 4 и Tp =15.10- 4 ; 4 - газоразрядная трубка l =350 мм и Æ внутр = 3 мм; 5 - элемент невзаимных потерь; 6 - фотоприемник; 7,8 - фотодиоды; 9 - усилитель У2-4; 10 - приборы Ф116/2; 11 - линза; 12 - поляроид; 13 - светофильтр; 14 - светопровод; 15 - модулятор; 16 - ФЭУ. |
|
Зеркала 1, 2, и 3 образуют резонатор бегущей волны с периметром около 140 см. Газоразрядная трубка была наполнена смесью He3 : Ne20 = 5:1 при общем давлении ~ 1,1 мм рт. ст. и обеспечивала генерацию на длине волны 632,8 нм.
Конкуренция встречных волн в ОКГ бегущей волны, работающем на чистом изотопе активного газа, приводит к полному подавлению одной из них при настройке на центр линии усиления. Ширина области расстроек частоты генерации, внутри которой возможен режим однонаправленной генерации, растёт с увеличением разности добротностей резонатора для встречных волн, поэтому для стабилизации режима однонаправленной генерации внутри резонатора помещался элемент невзаимных потерь [1] . В нашем случае он состоял из двух полуволновых пластинок, главные оси которых развёрнуты на угол 15° . Пластинки крепились с разных сторон плоскопараллельной стеклянной пластинки, установленной под углом Брюстера к оси. С помощью соленоида в элементе невзаимных потерь создавалось продольное магнитное поле H0~ 2500 Э.
Рассеянный свет попадал на фотоприемник, который мог перемещаться по дуге с центром на поверхности исследуемого зеркала (рис. 1,б). Фотоприемник и исследуемое зеркало помещались в светонепроницаемом кожухе. Сигнал ФЭУ измерялся с помощью усилителя У2-4. Фотодиоды и приборы Ф116/2 использовались для контроля режима генерации и калибровки.
Поляризация света внутри резонатора определялась ориентацией газоразрядной трубки и элемента невзаимных потерь. Измерения проводились при p - и s - поляризации. При всех измерениях эллиптичность света, падающего на исследуемое зеркало, была менее 10-3.
В качестве характеристик поляризации рассеянного света рассматривались интенсивности Imax и Imin, соответствующие максимуму и минимуму пропускания анализатора, и степень поляризации P, определяемая по формуле
Эти характеристики зависят от угла рассеяния q , который отсчитывается от нормали к рассеивающей поверхности, причём q = 45° соответствует зеркальному отражению Угол рассеяния измерялся с точностью 2° . Результаты измерений характеристик поляризации рассеяния одного из зеркал приведены на рис. 2.
 |
 |
|
Рис.2. Зависимость P, Imax и Imin от q при s-поляризации (а) и р-поляризации (б) падающего света. |
|
Сравнение зависимостей Imax(q) при различных поляризациях указывает на то, что в случае p-поляризации интенсивность рассеянного света в напрвлениях, близких к направлению назад, превосходит интенсивность рассеянного света в случае s-поляризации падающего света.
Отличие полученных нами результатов от результатов работы 2 можно объяснить тем, что характер рассеяния связан с многослойной структурой покрытия зеркала. Воспользовавшись результатами работы 3 можно оценить отношение (Imax)p и (Imax)s по следующей формуле:
Где Sp и Ss - коэффициенты обратного рассеяния на границе слоёв, Tp и Ts - коэффициенты пропускания первого слоя.
Таким образом, хотя Sp > Ss, отношение интенсивностей может быть как больше, так и меньше единицы в зависимости от величины Tp и Ts.
Рассмотренный метод позволяет исследовать пространственные и поляризационные характеристики света, рассеянного на отражателях с малыми потерями, предназначенных для ОКГ.
В заключение отметим, что метод несложно применить для исследования рассеяния света на хорошо полированных поверхностях и внутри веществ, прозрачных для данной длины волны.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
