vaja:2

Besedilo naloge:

Pogledali si bomo uporabo vlakenskega FP interferometra na primeru meritve upogiba kovinskega nosilca pod vplivom znane teže.

Načrt:

Shema vlakenskega FP interferometra

Dimenzije kovinskega nosilca

Seznam merilne opreme in materiala:

-Laserska dioda sklopljena z optičnim vlaknom

-Vlakenski delilnik (sklopnik)

->Kovinski nosilec iz aluminija

->Mahanizem za fiksiranje optičnega vlakna

-Detektorska glava in merilnik gostote svetlobnega toka

Izvedba meritve:

Najprej sem sestavil vlakenski FP interferometer. Napravo sestavljata dve svetlobni vlakni, ki sta združeni tako, da svetloba na mestu, kjer se stikata dve vlakni preide iz enega vlakna v drugo. V eno vlakno pošljemo laserski žarek, ki se od spoliranega kovinske nosilca odbije in na poti nazaj preusmeri v drugo vlakno, na koncu katerega je detektor ( merilnik gostote svetlobnega toka ). Vlakno sem moral namestiti pravokotno na kovinski nosilec v razdalji

1 mm.

 

Princip meritve:

Od razdalje x med vrhom vlakna in ogledalom je odvisna izhodna gostota svetlobnega toka.

Odvisnost izhodne gostote svetlobnega toka od razdalje x

Pri spremembi razdalje x  se izhodni interferenčni signal spremeni za dve periodi.

 

m predstavlja število period interferenčnega signala

l je v našem primeru za naš laserski izvor svetlobe 1300 nm.

Meritev:

Na nosilec sem previdno položil znano utež, zaradi mase uteži se je nosilec nekoliko ukrivil in na osciloskopu sem dobil interferenčni vzorec ( sinusni odziv z določenim številon period ).

Preštel sem dpbljene periode in na osnovi tega izračunal spremembo premika nosilca z enačbo:

Ker pa sem poznal tudi mere nosilca, gravitacijo, maso uteži, upogibni moment nosilca pravokotnega preseka in modul elastičnosti aluminija sem izračunal spremembo premika nosilca tudi po enačbi:

Poiskus sem ponovil z tremi različnimi utežmi:

Masa (g)	Število period	Izračunan premik Dx(mm)	Izmerjen premik Dx(mm)
50	11	3,877	7,15
100	20	7,754	13
200	39	15,5086	25,35

Komentar:

Ta naloga je bila zelo zanimiva, saj sem se tukaj prvič srečal z optičnimi elementi, orodji za spajanje in ostalim. Žal rezultati nisi primerljivi. Razlog za velika odstopanja so najverjetneje nenatančni modul elastičnosti aluminija in izmerjene mere nosilca. Nosilec iz aluminija je bil že dokaj star in večkrat uporabljen, tako da je možno, da je njegova notranja struktura nekoliko spremenjena in modul elastičnosti zato ni več enak.