Учебно-научные лабораторные комплексы по лазерной физике

Abstract

This paper presents the developed training and research laboratory equipment in laser physics including an yttrium aluminum garnet laser, continuous-wave and pulsed semiconductor lasers, systems for recording the temporal and energy characteristics of lasing, high-speed photodetectors, current generators of light-emitting and laser diodes, photodiode current meters, original sets of mechanic, optic, and fiber-optic elements. All the devices feature the latest trends in design and offer the possibilities for the electronic control enabling one to perform 13 laboratory works in laser physics, nonlinear and fiber optics. In the process of laboratory works students can study the modes of free running, active and passive Q-switching, mode locking; the methods of the lasing frequency detuning with the use of a dispersive-resonator dye laser; to investigate such nonlinear-optical phenomena as second harmonic generation and stimulated Raman scattering. During the laboratory works in fiber optics students can study the operating principles of fiber-optic communication lines and functioning of some components in fiber-optic and optoelectronic elements or analyze the features of radiation input into single- and multimode waveguides as well as the factors responsible for decay of laser radiation in the process of its propagation along the fiber; can breadboard fiber-optic transmission systems. Представлены результаты разработки учебно-научного лабораторного оборудования по лазерной физике, включающего лазер на иттрий-алюминиевом гранате, непрерывные и импульсные полупроводниковые лазеры, системы регистрации временных и энергетических характеристик генерации, скоростные фотоприемные устройства, генераторы тока светодиодов и лазерных диодов, измерители тока фотодиода, оригинальные наборы механических, оптических и оптоволоконных элементов. Приборы имеют современный дизайн, возможность компьютерного управления и позволили поставить цикл лабораторных работ по физике лазеров, нелинейной и волоконной оптике. При выполнении лабораторных работ студенты исследуют режимы свободной генерации, активной и пассивной модуляции добротности и синхронизации мод, способы перестройки частоты лазерной генерации с использованием лазера на красителе с дисперсионным резонатором, а также наиболее известные нелинейно-оптические явления – генерацию второй гармоники и вынужденное комбинационное рассеяние. В ходе работ по волоконной оптике студенты изучают принципы функционирования волоконно-оптических линий связи и работу отдельных составляющих их оптоволоконных и оптоэлектронных элементов, анализируют особенности ввода излучения в одномодовые и многомодовые волноводы, причины затухания лазерного излучения при его распространении в волокне и макетируют волоконно-оптические системы передачи оптических сигналов.