Phƣơng pháp khe hẹp (slit method)
Mục đích là tạo ra một khe hẹp đủ nhỏ để đo phân bố cƣờng độ của chùm theo vị trí khi quét khe hẹp dọc theo phƣơng khảo sát. Hình 2.11 minh họa phƣơng pháp đo độ rộng cổ chùm tia (beam waist) sử dụng kỹ thuật quét khe hẹp (slit method). - Laser đƣợc đặt trên một bàn vi dịch chuyển để điều chỉnh dò vị trí cổ chùm. - Thấu kính phi cầu L1, tiêu cự f1 = 8 mm, khẩu độ 0,5.
- Thấu kinh L2 , tiêu cự f2 = 500 mm. Khoảng cách giữa hai thấu kính L = f1 + f2 - Đầu thu khe hẹp đặt tại tiêu điểm ảnh của thấu kính L2.
- Một gƣơng phản xạ dùng để quan sát hình ảnh chùm trên một camera hồng ngoại đƣợc đặt giữa gƣơng L2 và bộ thu khe hẹp sao cho khoảng cách từ gƣơng tới đầu thu bằng khoảng cách từ gƣơng tới Camera. Camera đƣợc nối với thiết bị quan sát đề tìm vị trí chùm có độ rộng nhỏ nhất.
LD
Dòng bơm
OSA
Máy phân tích phổ OSA
Sợi quang
Hình 2.11: Phương pháp đo độ rộng cổ chùm tia, sử dụng kỹ thuật quét khe hẹp
Hình 2.12: Dịch chuyển khe để đo phân bố mật độ công suất
Hình 2.12 minh họa phân bố mật độ công suất đo bằng phƣơng pháp quét khe hẹp. Độ rộng cổ chùm d1/e2 đƣợc tính tại vị trí 1/e2 (13,5%) của công suất đỉnh.
Phƣơng pháp khảo sát phân bố trƣờng xa
Phân bố trƣờng xa là phân bố cƣờng độ quang trong không gian của laser, phân bố này có thể đƣợc đo sử dụng phƣơng pháp quay đầu phát laser.
Hình 2.14 là sơ đồ minh họa đo phân bố trƣờng xa.
- Laser đƣợc đặt trên tâm của một đế có thể điều chỉnh quay theo các góc khác nhau.
- Đầu thu là photodiode có kính lọc, đƣợc gắn sau một khe hẹp cỡ 100 µm, đặt cách laser cỡ 10 cm dùng để thu bức xạ laser trong một góc đủ hẹp.
- Dao động ký KIKUSUI 100 MHz.
Hoạt động: Laser đƣợc cấp dòng xung từ máy phát xung có độ rộng xung thay đổi từ 200 ns tới 5 μs, tần số 1-10 KHz, biên độ xung dòng 0-1,5 A. Xung thu từ photodiode đƣợc đo trên dao động ký KIKUSUI 100 MHz.
L1 L2 f1 f1+f2 f2 L1: f1 = 8 mm, NA = 0,5 L2: f2= 500 mm, CCD Gƣơng phản xạ Bộ thu khe hẹp
Hình 2.13: Sơ đồ minh họa phương pháp đo phân bố trường xa
Thừa số truyền chùm M2
Hình 2.14: Minh họa các thông số cơ bản của chùm tia Hình 2.14: Minh họa các thông số cơ bản của chùm tia
Giả sử một chùm có dạng nhƣ trong hình 2.14 với d0 là độ rộng cổ chùm nhỏ nhất, là góc phân kỳ của chùm khi đó thừa số truyền chùm là:
Hằng số truyền M2 : Sử dụng công thức 2 2 2 / 1 / 1 2 / 1 4 e e e d M Với M2
là thừa số truyền chùm hay còn gọi là hệ số phẩm chất của chùm tia
d: là độ rộng cổ chùm
: là góc phân kỳ; : Bƣớc sóng phát của laser
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TRƢNG CƠ BẢN VÀ THẢO LUẬN
3.1. Tính chất quang điện của laser bán dẫn công suất cao taper phát tại vùng bƣớc sóng 670 nm