Автор Тема: Лазерный микрофон  (Прочитано 2725 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн donavi

  • Постоялец
  • ***
  • Сообщений: 190
  • Репутация: +5/-3
Лазерный микрофон
« : 28 Январь 2013, 17:01:56 »
В ходе экспериментов удалось создать лазерный микрофон.
Оптический лазерный микрофон


Схема установки:
1 am усилитель снимает информацию с фотодиода
2 юстированное зеркало на 650nm
3 he ne лазер

Чувствительность очень велика, реагирует даже на проезжающию машину в километре.
Или на открытие двери соседа на первом этаже а я ведь живу на десятом  :D

Вопрос не ужели это все от вибраций самого зеркальца? или здесь замешаны дополнительные моды которое добавляет само зеркальце лазеру?
то  есть фиксируется модуляции мод лазера?

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2275
  • Репутация: +134/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Лазерный микрофон
« Ответ #1 : 28 Январь 2013, 19:23:34 »
Вопрос не ужели это все от вибраций самого зеркальца? или здесь замешаны дополнительные моды которое добавляет само зеркальце лазеру?
то  есть фиксируется модуляции мод лазера?
Верно самое простое из объяснений: только вибрации зеркала. Изменение расстояния между зеркалом и лазером всего на 1/100 длины волны будет замечено фотодиодом. Это всего в сотни или тысячи раз больше, чем размеры атома. И это еще не предел!

Что здесь происходит на самом деле. Переднее зеркало лазера и ваше зеркало образуют плохой интерферометр Фабри-Перо. Засветка фотодиода зависит от того, сколько волн укладывается между зеркалами. Маленькое изменение расстояния (а ведь у вас крепление зеркала с лазером связано очень-очень слабо, железка даже не касается лазера, железка тоненькая, дерево гибкое!) приводит к большому изменению интерференции.

Эту схему можно использовать для сверхточных измерений перемещений, но с одной модификацией. Скачки мод лазера могут сильно подгадить, поэтому надо от них избавиться- исключить обратное попадание луча в лазер. Простейшая схема, в которой это гарантируется - интерферометр Майкельсона. Ее чувствительность будет не хуже. Лазер и все детали, кроме одного лишь "подвижного" зеркала, должны быть закреплены на массивной раме.

Суть построения "правильного" эксперимента: разделите луч лазера на две части (полупрозрачным зеркалом, например), а потом смешайте обратно (как в опыте Майкельсона). Пути, пройденные двумя лучами, разумеется, равны не будут. Изменение разности этих путей всего на пару нанометров даст очень четкий сигнал на фотодиоде. Главная трудность тут - не получить ложный сигнал (он может быть даже от дыхания в сторону установки, если температура воздуха на пути лучей будет чуть-чуть отличаться). При правильном применении с помощью одной из разновидностей этой конструкции можно "щупать" отдельные АТОМЫ.

Чувствительность очень велика, реагирует даже на проезжающию машину в километре.
Или на открытие двери соседа на первом этаже а я ведь живу на десятом  :D
А вот в этом ничего удивительного. Чем выше этаж, тем сильнее схема будет реагировать на машины и прочие источники шумов. Дом раскачивается весь от основания, чем выше этаж - тем выше амплитуда колебаний. Поэтому оптики обычно стараются устроить лабораторию как можно ниже, желательно в подвале. И чтобы исключить все нежелательные перемещения, делают раму установки как можно тяжелее. "Могильная плита на мягких подушках" - помните? Это как раз против такого вот "микрофонного эффекта". Знали бы вы, сколько хороших экспериментов не удалось из-за него.

Оффлайн Gall

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2275
  • Репутация: +134/-0
    • Sam's Laser FAQ на русском
Re: Лазерный микрофон
« Ответ #2 : 28 Январь 2013, 19:35:08 »
Обычно подобные эффекты в эксперименте мешают, поэтому полезно знать, как от них ИЗБАВИТЬСЯ.

Всю установку надо собрать на жесткой тяжелой раме или на плите. Оптическая скамья на жаргоне называется "рельса", и она действительно больше всего похожа на кусок железнодорожного рельса. Толстая стальная водопроводная труба тоже подойдет. Все детали надо как можно прочнее прижать, притянуть к этой рельсе, чтобы они не могли двигаться друг относительно друга. Еще лучше, если внутри трубу заполнить каким-нибудь песком или гудроном. Неплохо работает тяжелая мебельная доска (деревянная или ДСП), если приклеить к ней эпоксидкой лист стали. Крепить оптику к такому листу можно магнитами.

Всю конструкцию надо положить на что-то мягкое. Можно просто на стопку газет, на полусдутые мячики. Очень хорошо работает мешок с песком.

Альтернативный вариант: сделать большую "песочницу", детали плотно втыкать в песок и утрамбовывать. Это удобно, надежно и дешево, но есть риск испачкать песком оптику.

 



SimplePortal 2.3.3 © 2008-2010, SimplePortal