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Fisica sperimentale della materia - il Diodo laser Appunti scolastici Premium

Appunti di Fisica sperimentale della materia, laboratorio di ottica sul diodo laser. Vengono trattati i seguenti argomenti: gli obiettivi, il materiale, la descrizione della strumentazione utilizzata, la raccolta dati, la taratura dello strumento, il calcolo della corrente soglia, la scansione con... Vedi di più

Esame di Fisica sperimentale della materia docente Prof. L. Pavesi

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Gruppo 7: Conci,

Culmone, Dapor.

Diodo laser

Obiettivi:

Scopo dell’odierna esperienza è quello di comprendere il funzionamento del diodo laser a livello

sperimentale e di misurare la corrente soglia tra luce LED e luce laser.

Materiale:

• Diodo laser

• Monocromatore

• Sfera riflettente per misurazione dell’intensità

• Laser all’elio-neon

0. Descrizione della strumentazione utilizzata.

Per la descrizione ed il funzionamento del monocromatore si veda la relazione dal titolo

“Monocromatore”.

Il diodo laser è uno strumento ottico in grado di emettere una luce LED o laser in funzione della

corrente immessa, che può essere controllata dallo sperimentatore. Tale luce, nella nostra

esperienza, viene fatta passare attraverso un monocromatore che restituisce quindi tutti i dati utili a

caratterizzare i raggi emessi dal diodo laser.

1. Raccolta dati.

Per prima cosa viene fatta una misurazione dello spettro emesso da un laser all’elio-neon che

servirà per tarare il monocromatore. Poi viene collegato al monocromatore il diodo laser. Attraverso

una manopola collegata al diodo laser si regola l’intensità della corrente che ad esso affluisce e si

raccolgono i dati di potenza in relazione alla corrente immessa. Vengono fatte inoltre tre diverse

scansioni col monocromatore a tre diverse intensità.

2. Taratura dello strumento.

Analogamente a quanto fatto nell’esperienza del monocromatore si confronta il valori della

lunghezze d’onda emessa dal laser all’elio-neon con il valore noto dalla letteratura (λ= 632,8 nm.)

La scansione è stata effettuata con i seguenti parametri:

Lunghezza d'onda iniziale 628,0 nm

Lunghezza d'onda finale 638,0 nm

Velocità di scansione 0,1 nm

Tempo esposizione 1 sec Grafico 1

35000 Scansione con il

laser all'elio-neon

30000

[mA] 25000

luminosa 20000

Intensità 15000

10000

5000

0 628 630 632 634 636 638

Lunhghezza d'onda [nm]

Il valore della lunghezza d’onda misurato dal monocromatore è pari a:

λ = 632,5 ± 0,1 nm

dunque i dati di lunghezza d’onda andranno sempre corretti aggiungendo 0,3 nm al valore

registrato dal monocromatore. Da tale misurazione ricaviamo anche la larghezza a mezza altezza

del picco registrato col laser ad elio-neon e che confronteremo con lo stesso parametro chr verrà

registrato con il diodo laser. Per calcolare tale parametro troviamo, grazie al software di analisi

Origin, la miglior gaussiana che approssima i nostri dati. Origin restituisce anche il valore del

parametro in questione h = 0,5 ± 0,1 nm

L’errore δh è calcolato a partire dall’errore δλ, essendo h una differenza tra due lunghezze d’onda:

2 2 2

δh = δλ + δλ

δh = 0,1 nm

Ora che conosciamo la larghezza a metà altezza che caratterizza il monocromatore con i parametri

assegnati, poniamo come incertezza su tutte le successive misure questa δλ = h/2 = 0,3 nm.

3. Calcolo della corrente soglia.

Attraverso la manopola collegata al diodo laser aumentiamo la corrente ce ad esso affluisce. La

sfera riflettente collegata ad un rilevatore di potenza restituisce il valore della potenza del fascio

luminoso. Disegniamo tale andamento.


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DESCRIZIONE APPUNTO

Appunti di Fisica sperimentale della materia, laboratorio di ottica sul diodo laser. Vengono trattati i seguenti argomenti: gli obiettivi, il materiale, la descrizione della strumentazione utilizzata, la raccolta dati, la taratura dello strumento, il calcolo della corrente soglia, la scansione con monocromatore, il confronto fra le temperature.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in fisica
SSD:
Università: Trento - Unitn
A.A.: 2012-2013

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher summerit di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fisica sperimentale della materia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Trento - Unitn o del prof Pavesi Lorenzo.

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