allineamentoc

MISURA DI C: ALLINEAMENTO
Si descrive una procedura differente da quella descritta nel manuale della PASCO e con più dettagli
della procedura documentata in precedenza
Materiale:
Si usa uno specchio fisso ed un solo banco ottico sul quale verranno montati:
1) Laser He-Ne (=632 nm)
2) Apparato con specchio rotante
3) Lenti L1 (f =48 mm) e L2 (f = 252 mm)
4) Microscopio con beam splitter
5) Un supporto con due polarizzatori (quando serve)
Preparazione:
1) Allineamento il fascio di luce laser al banco ottico:
a. Disporre i piedi del banco ottico a mezza corsa in modo da aver sufficiente corsa nelle
due direzioni per gli aggiustamenti successivi
b. Posizionare il laser ad un estremo del banco ottico, con il fascio nel verso del banco
c. Allineare il fascio al banco sfruttando due schermi forati (“alignment jigs”) posizionati
sul banco ottico davanti al laser e all’altro estremo del banco.
Nota: si suggerisce di utilizzare uno spessore addizionale (monetine di 1, 2 o 5 Cent di
Euro) sotto gli schermi forati. Viceversa il fascio allineato risulterà troppo basso
rispetto ai supporti delle lenti e nei passi successivi della procedura sarà complicato
centrare il fascio sull’asse ottico delle lenti.
d. Puntare il fascio allineato (attraverso i fori) verso uno schermo lontano (muro) e
traguardare il punto di incidenza sul muro, marcandolo con una matita.
Nota: si può rendere l’immagine più nitida riducendo l’intensità del laser con l’uso del
polarizzatori (vedi “Uso degli schemi polarizzatori”)
e. Rimuovere gli schermi ed inserire le lenti ed il beam splitter sul banco ottico, secondo lo
schema L1 a qualche centimetro dal laser, il microscopio davanti a L1 e L2 a circa 30cm
da L2. Le lenti possono essere inserite in qualsiasi ordine. Tuttavia, per motivi legati alle
lunghezze focali delle lenti, conviene seguire l’ordine seguente:
i. Inserire L2 e muovere la lente trasversalmente rispetto al fascio fino a che lo spot
del laser coincide con il traguardo precedente. Questa condizione si realizza
quando il fascio laser è centrato sull’asse ottico di L2
ii. Inserire il beam splitter inclinato di circa 45° assicurandosi che la superficie
semiriflettente del vetrino sia verso L2 (percorso di ritorno del fascio di luce). Il
beam splitter “abbassa” il fascio (rifrazione nel vetrino) ed alza la posizione dello
spot: centrarlo nuovamente sul traguardo agendo su L2
iii. Inserire L1 e centrare l’asse ottico rispetto al fascio muovendola fino a che lo
spot è nuovamente centrato.
2) Allineamento dello specchio rotante (MR) e dello specchio fisso (MF).
a. Posizionare MR e MF (a circa 6 ,m di distanza, secondo ciò che il laboratorio consente):
orientare MR, agendo sulla cinghia di trascinamento del motorino (spento), ed agire sui
piedini del banco ottico fino a che il fascio risulta centrato in MF (aiutarsi con un foglio
bianco).
b. Far scorrere L2 lungo il banco ottico fino a mettere a fuoco l’immagine del laser nel
piano di MF.
c. Agire sulle viti di MF fino per rinviare il fascio su MR fino a sovrapporsi in modo quasi
esatto con lo spot iniziale (si veda il punto 4b per il significato di “quasi”)
3) Allineamento del microscopio
a. Se la procedura precedente è svolta correttamente, il fascio di ritorno su MR è
esattamente sovrapposto al fascio incidente e viene rinviato verso il beam splitter e da
qui nel microscopio. Rimuovendo l’oculare e otturando con della carta sottile, si potra’
osservare, oltre a luce diffusa, uno spot sulla carta.
b. Inserire il polarizzatore, rimontare l’oculare ed osservare lo spot attraverso il
cannocchiale.
c. Aiutarsi, per individuare lo spot, oscurando e aprendo il percorso del facio tra lo
specchio rotante e lo specchio fisso.
d. Aggiustare la quota del cannocchiale fino ad ottenere un’immagine a fuoco (un punto)
nel piano del traguardo dell’oculare. Se no si riesce entro l’escursione del cannocchiale,
muovere l’intero microscopio sul banco verso L1 o verso L2 a seconda che il
cannocchiale risulti troppo vicino o troppo lontano.
e. Se lo spot non fosse visibile nel campo dell’oculare, agire con delicatezza
sull’inclinazione del beam splitter (ed eventualmente correggere leggermente con L2) in
modo da rendere visibile lo spot.
4) Osservazione dello spot in movimento
a. Mettere in movimento lo specchio rotante ed osservare lo spot (senza polarizzatore).
b. Aiutarsi, per individuare lo spot, oscurando e aprendo il percorso del facio tra lo
specchio rotante e lo specchio fisso.
Nota: se l’allineamento è perfetto, lo spot risulta nascosto da una banda luminosa
dovuta alla riflessione diretta da MR verso il beam splitter. In questo caso, per rendere
visibile lo spot è necessario introdurre un leggero disallineamento verticale tra i fasci di
andata e di ritorno. Ad esempio agendo delicatamente su MF, si dovranno ottenere due
spot (diretto e riflesso) a quote leggermente diverse su MR.
Uso degli schermi polarizzatori
La visione dello spot di luce nel microscopio in condizioni statiche va evitata: l’intensità della luce
laser è eccessiva e può causare danni all’occhio. E’ necessario ridurre l’intensità del facio tramite
l’uso di schermi polarizzatori. Gli schermi polarizzatori possono tornare utili anche duranle la
procedura di allineamento (punto 1d.).
L’intensità della luce attraverso gli schermi polarizzatori scala con cos2, ove  è l’angolo relativo
formato tra gli schermi. Si consiglia di selezionare un angolo relativo vicino all’angolo retto.