CN105137206A - 克尔效应测量实验中入射光的调整装置及其调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种克尔效应测量实验中入射光的调整装置及其调整方法，所述调整装置包括：箱体，所述箱体设有相对设置的第一安装通孔及第二安装通孔；第一透光件，所述第一透光件覆盖所述第一安装通孔，并密封固定于所述箱体中；第二透光件，所述第二透光件覆盖所述第二安装通孔，并密封固定于所述箱体中；及压紧装置，所述压紧装置与所述第二透光件相配合，密封所述第二安装通孔，所述压紧装置能够调节所述第二透光件的固定位置。所述克尔效应测量实验中入射光的调整方法及其调整装置，可使入射光与固定介质垂直，保证每次实验入射光的入射角度一致，保证实验数据的真实性，减少实验偏差，且其调整方法便捷，易于操作，结构可靠。

Description

克尔效应测量实验中入射光的调整装置及其调整方法

技术领域

本发明涉及光学测量技术领域，特别是涉及一种克尔效应测量实验中入射光的调整装置及其调整方法。

背景技术

克尔效应测量高压电场，较之于其他高压电场测量方法，是一种有效的高压电场测量方法，电光场图测量法具有直观、安全、可靠的优点，又易于进行计算机信息处理。特别是采用光信号作为测量的媒介，排除了与高电压的直接联系，不仅安全而且易于进行自动控制和信号处理，应用于高压作用下的电场测量具有很大优势。但是传统的试验方法只能保证光线的顺利通过，不能进行入射角度的调整，无法保证每次实验入射光的入射角度一致，无法保证实验数据的真实性，容易产生实验偏差，最终导致高压电场测量数据失真。

发明内容

基于此，有必要提供一种克尔效应测量实验中入射光的调整装置及其调整方法，使入射光与固定介质垂直，保证每次实验入射光的入射角度一致，保证实验数据的真实性，减少实验偏差。

其技术方案如下：

一种克尔效应测量实验中入射光的调整装置，包括：箱体，所述箱体设有相对设置的第一安装通孔及第二安装通孔；第一透光件，所述第一透光件覆盖所述第一安装通孔，并密封固定于所述箱体中；第二透光件，所述第二透光件覆盖所述第二安装通孔，并密封固定于所述箱体中；及压紧装置，所述压紧装置与所述第二透光件相配合，密封所述第二安装通孔，所述压紧装置能够调节所述第二透光件的固定位置。

在其中一个实施例中，所述压紧装置用于调节所述第二透光件与所述第一透光件的平行度或间距。

在其中一个实施例中，所述压紧装置包括多个用于压紧所述第二透光件的旋紧件、设置于所述第二透光件边缘的密封圈；多个所述旋紧件沿所述第二透光件的边缘形状间隔设置于所述第二安装通孔及所述箱体之间；所述密封圈紧贴所述第二透光件，并密封固定于所述箱体中。

在其中一个实施例中，所述旋紧件设有压紧所述第二透光件的压紧部及螺纹杆，所述箱体设有多个与所述螺纹杆一一对应第一螺纹孔。

在其中一个实施例中，所述压紧装置还包括卡盘，所述卡盘设有卡固所述第二透光件的卡槽通孔，所述卡盘还设有与多个所述旋紧件一一对应的通孔，所述箱体设有与多个所述旋紧件一一对应的第二螺纹孔，所述卡盘通过与多个所述旋紧件配合将所述第二透光件固定在所述箱体上。

在其中一个实施例中，所述旋紧件为12个，12个所述旋紧件沿所述第二安装通孔的中心周向的0°、30°、45°、90°、135°、150°、180°、210°、225°、270°、315°、330°分布。

在其中一个实施例中，多个所述旋紧件沿所述第二安装通孔的中心的周向均匀设置。

在其中一个实施例中，所述密封圈的厚度为1-10mm，所述密封圈的压缩调节量为其厚度的1/3。

一种克尔效应测量实验中入射光的调整方法，包括权利要求1-6任一项所述克尔效应测量实验中入射光的调整装置；所述克尔效应测量实验中入射光的调整方法的步骤如下：

(1)光源发射器发射入射光至第一透光件，所述第一透光件接收第一入射光并反射第一前镜面反射光及第一后镜面反射光；

(2)检测所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光是否重合，如果否，则执行步骤(3)，如果是，则执行步骤(4)；

(3)若所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光不重合，调节光源发射器发射角度，直至所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光重合；

(4)若所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光重合，固定所述光源发射器的发射角度，所述入射光发射至第二透光件，所述第二透光件接收第二入射光并反射第二前镜面反射光及第二后镜面反射光；

(5)检测所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光是否重合，如果否，则执行步骤(6)，如果是，则完成此阶段入射光角度调整；

(6)若所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光不重合，调节压紧装置改变所述第二透光件与所述第一透光件的平行度，直至所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合。

在其中一个实施例中，在步骤(6)中包括：调节一个或多个旋紧件来改变密封圈的厚度，调节所述第二透光件与所述第一透光件的平行度，直至所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合。

在其中一个实施例中，在步骤(6)中包括：先调一个旋紧件，再调与所述旋紧件相邻的一个或多个旋紧件来改变密封圈的厚度，调节所述第二透光件与所述第一透光件的平行度或间距，直至所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合。

上述本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

上述本发明的有益效果：

上述克尔效应测量实验中入射光的调整装置，使用时，入射光穿过第一透光件，并用纸或其他档光物遮在第二透光件的前面，同时用投影幕设置在光源反射孔周围，观察第一前镜反射光及第一后镜反射光反射回的光斑，通过调节光源发射器的角度，使第一前镜反射光及第一后镜反射光的光斑重合，使入射光与第一透光件垂直，固定此时光源发射器的角度；再拿开遮挡在第二透光件前的遮挡物，让入射光进入第二透光件，再前面的方法观察第二前镜面反射光及第二后镜面是否重合，如果没有重合，通过调整压紧装置使所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合，保证第一透光件与第二透光件均与入射光垂直。所述克尔效应测量实验中入射光的调整装置，可使入射光与固定介质垂直，保证每次实验入射光的入射角度一致，保证实验数据的真实性，减少实验偏差，且其调整方法便捷，易于操作，结构可靠。

上述克尔效应测量实验中入射光的调整方法，利用本方法可以保证所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光重合，保证入射光与第一透光件垂直，使入射光进入在未通高压电前的箱体中不会发生偏移，通过对比通高压电后箱体中入射光的入射光变化从而判断高压电场的场强变化，同时通过调节压紧装置保证所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合，进而保证第一透光件与第二透光件均与入射光垂直，保证实验之前入射光不受箱体液体介质的影响，入射光未发生偏移，保证克尔效应测量出来的实验数据能真实反映高压电场的场强变化。所述克尔效应测量实验中入射光的调整方法，使入射光与固定介质垂直，保证每次实验入射光的入射角度一致，保证实验数据的真实性，减少实验偏差。

附图说明

图1为本发明所述的克尔效应测量实验中入射光的调整装置的示意图；

图2为本发明所述的箱体的示意图；

图3为本发明所述多个所述旋紧件分布示意图；

图4为本发明所述的卡盘的示意图；

图5为本发明所述的克尔效应测量实验中入射光的调整方法流程图；

图6为本发明所述的克尔效应测量实验中入射光的调整方法；

图7为本发明所述的入射光的角度调整示意图一；

图8为本发明所述的入射光的角度调整示意图二。

附图标记说明：

100、箱体，110、第一安装通孔，120、第二安装通孔，200、第一透光件，300、第二透光件，400、压紧装置，410、密封圈，420、旋紧件，430、卡盘，432、卡槽通孔，500、光源发射器。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施例进行详细说明：

从图1、2所示，一种克尔效应测量实验中入射光的调整装置，包括：箱体100，所述箱体为中空结构，所述箱体设有相对设置的第一安装通孔110及第二安装通孔120；第一透光件200，所述第一透光件200覆盖所述第一安装通孔110，并密封固定于所述箱体100中；第二透光件300，所述第二透光件300覆盖所述第二安装通孔，并密封固定于所述箱体100中；及压紧装置400，所述压紧装置400与所述第二透光件300相配合，密封所述第二安装通孔120，所述压紧装置400能够调节所述第二透光件300的固定位置。

所述克尔效应测量实验中入射光的调整装置，使用时，入射光穿过第一透光件200，并用纸或其他档光物遮在第二透光件300的前面，同时用投影幕设置在光源反射孔周围，观察第一前镜反射光及第一后镜反射光反射回的光斑，通过调节光源发射器500的角度，使第一前镜反射光及第一后镜反射光的光斑重合，使入射光与第一透光件200垂直，固定此时光源发射器500的角度；再拿开遮挡在第二透光件300前的遮挡物，让入射光进入第二透光件300，再前面的方法观察第二前镜面反射光及第二后镜面是否重合，如果没有重合，通过调整压紧装置400调节所述第二透光件300的固定位置使所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合，保证第一透光件200与第二透光件300均与入射光垂直。所述克尔效应测量实验中入射光的调整装置，可使入射光与固定介质垂直，保证每次实验入射光的入射角度一致，保证实验数据的真实性，减少实验偏差，且其调整方法便捷，易于操作，结构可靠。

所述压紧装置400用于调节所述第二透光件300与所述第一透光件200的平行度或间距。所述压紧装置400包括多个用于压紧所述第二透光件300的旋紧件420、设置于所述第二透光件300边缘的密封圈410；多个所述旋紧件420沿所述第二透光件300的边缘形状间隔设置于所述第二安装通孔120及所述箱体100之间；所述密封圈410紧贴所述第二透光件300，并固定于所述箱体100中。所述密封圈410的厚度为1-10mm，所述密封圈410的压缩调节量为其厚度的1/3，所述密封圈可以使用弹性软材料制成，优选为丁丁橡胶。所述密封圈410设有密封槽，所述第二透光件与所述密封槽相配合，套接在所述密封圈410内。在保持密封性的前提下，利用密封圈410的压缩量允许的范围内，调节旋紧,420来调节所述第二透光件300与第一透光件200之间的平行度或间距，保证第一透光件200与第二透光件300均与入射光垂直。

如图3所示，所述旋紧件为12个，12个所述旋紧件沿所述第二安装通孔的中心周向的0°、30°、45°、90°、135°、150°、180°、210°、225°、270°、315°、330°分布。12个旋紧件按照一定顺序安装，安装顺序的原则是：先将30°、150°、210°、330°对应的四个角处的旋紧件进行同步安装，在将0°、90°、180°、270°四处的旋紧件进行同步安装，最后将45°、135°、225°、315°四处的旋紧件进行同步安装；并且所有的旋紧件在此次安装过程留出1/3的压缩量，以便后面进行入射光与第二透光件之间的角度调试。

或多个所述旋紧件沿所述第二透光件的中心的周向均匀间隔设置优选的，可按5°、10°或15°的角度间隔均匀设置。所述旋紧件的布置结构，可快速调整第二透光件300与第一透光件之间的平行度及间距，使使所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合，进而保证第一透光件与第二透光件均与入射光垂直，其调节时间可以降低到三十秒以内，大大提高实验效率。

所述旋紧件420设有压紧所述第二透光件300的压紧部及螺纹杆，所述箱体设有多个与所述螺纹杆一一对应第一螺纹孔。

如图4所示，所述压紧装置400还包括卡盘430，所述卡盘430设有卡固所述第二透光件300的卡槽通孔432，所述卡盘430还设有与多个所述旋紧件420一一对应的通孔434，所述卡盘430通过与多个所述旋紧件420配合将所述第二透光件300固定在所述箱体100上。所述卡盘430既便于所述第二透光件300的调节，有能保护第二透光件300，避免不慎的撞击受到损害，导致实验无效，可提高本实验装置的使用寿命。

所述第一透光件200及第二透光件300均可使用石英玻璃、方解石、象云母、蓝宝石、橄榄石等双折射透光材料制成。所述第一透光件200及第二透光件300的前镜面均可涂上一层增透膜，以增加透过光的强度。

从图5所示，本发明所述的克尔效应测量实验中入射光的调整方法，包括步骤：

S100光源发射器发射入射光至第一透光件，所述第一透光件接收第一入射光并反射第一前镜面反射光及第一后镜面反射光；

S200检测所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光是否重合，如果否，则执行步骤(S300)，如果是，则执行步骤(S400)；

S300若所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光不重合，调节光源发射器发射角度，直至所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光重合；

S400若所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光重合，固定所述光源发射器的发射角度，所述入射光发射至第二透光件，所述第二透光件接收第二入射光并反射第二前镜面反射光及第二后镜面反射光；

S500检测所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光是否重合，如果否，则执行步骤(S600)，如果是，则完成此阶段入射光角度调整；

S600若所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光不重合，调节压紧装置改变所述第二透光件与所述第一透光件的平行度，直至所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合。

所述克尔效应测量实验中入射光的调整方法，光源发射器发射入射光至第一透光件时，在第二透光件前用遮挡物遮挡后，在光源发射孔设置投影幕观察第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光是否重合，若不重合，可通过调节光源发射器发射角度，使所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光重合调整，保证入射光与第一透光件垂直，使入射光进入在未通高压电前的箱体中不会发生偏移，通过对比通高压电后箱体中入射光的入射光变化从而判断高压电场的场强变化。确保入射光与第一透光件重合后，拿开遮挡物，使入射光发射至第二透光件，同时检测所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光是否重合，若不重合，可通过调节压紧装置调节所述第二透光件与第一透光件之间的平行度及间距使所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合，进而保证第一透光件与第二透光件均与入射光垂直，保证实验之前入射光不受箱体液体介质的影响，入射光未发生偏移，保证克尔效应测量出来的实验数据能真实反映高压电场的场强变化。所述克尔效应测量实验中入射光的调整方法，使入射光与固定介质垂直，保证每次实验入射光的入射角度一致，保证实验数据的真实性，减少实验偏差。

所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光重合，且所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光均反射回光源发射孔；所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合，且所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光均反射回光源发射孔。

从图6所示，在步骤S600中包括：

S610调节一个或多个所述旋紧件来改变密封圈的厚度，调节所述第二透光件与所述第一透光件的平行度，直至所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合。

进一步的，在步骤S600中包括：

S620先调一个旋紧件，再调与所述旋紧件相邻的一个或多个旋紧件来改变密封圈的厚度，调节所述第二透光件与所述第一透光件的平行度或间距，直至所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合。多个所述旋紧件沿所述第二安装通孔的中心的周向均匀间隔设置，优选的，可按5°、10°或15°的角度间隔均匀设置。利用本调节方法可快速调整第二透光件与第一透光件之间的平行度及间距，使使所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合，进而保证第一透光件与第二透光件均与入射光垂直。按照本调节方法，所述克尔效应测量实验中入射光的调整方法的调整时间可以降低到三十秒以内，大大提高实验效率。

从图7、8所示，对所述箱体100中放置的第二透光件300进行调节，开始时反射光与入射光之间的角度为α，通过调节-90°方向的螺丝使入射光线与反射光线之间角度先变为β然后变为γ到最后入射光线与反射光线角度变为0°使得第二透光件300与入射光垂直。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的第一提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种克尔效应测量实验中入射光的调整装置，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体设有相对设置的第一安装通孔及第二安装通孔；

第一透光件，所述第一透光件覆盖所述第一安装通孔，并密封固定于所述箱体中；

第二透光件，所述第二透光件覆盖所述第二安装通孔，并密封固定于所述箱体中；及

压紧装置，所述压紧装置与所述第二透光件相配合，密封所述第二安装通孔，所述压紧装置能够调节所述第二透光件的固定位置。

2.根据权利要求1所述的克尔效应测量实验中入射光的调整装置，其特征在于，所述压紧装置用于调节所述第二透光件与所述第一透光件的平行度或间距。

3.根据权利要求1所述的克尔效应测量实验中入射光的调整装置，其特征在于，所述压紧装置包括多个用于压紧所述第二透光件的旋紧件、设置于所述第二透光件边缘的密封圈；多个所述旋紧件沿所述第二透光件的边缘形状间隔设置于所述第二安装通孔及所述箱体之间；所述密封圈紧贴所述第二透光件，并固定于所述箱体中。

4.根据权利要求2所述的克尔效应测量实验中入射光的调整装置，其特征在于，所述旋紧件设有压紧所述第二透光件的压紧部及螺纹杆，所述箱体设有多个与所述螺纹杆一一对应第一螺纹孔。

5.根据权利要求2所述的克尔效应测量实验中入射光的调整装置，其特征在于，所述压紧装置还包括卡盘，所述卡盘设有卡固所述第二透光件的卡槽通孔，所述卡盘还设有与多个所述旋紧件一一对应的通孔，所述箱体设有与多个所述旋紧件一一对应的第二螺纹孔，所述卡盘通过与多个所述旋紧件配合将所述第二透光件固定在所述箱体上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的克尔效应测量实验中入射光的调整装置，其特征在于，所述旋紧件为12个，12个所述旋紧件沿所述第二安装通孔的中心周向的0°、30°、45°、90°、135°、150°、180°、210°、225°、270°、315°、330°分布。

7.根据权利要求1-5任一项所述的克尔效应测量实验中入射光的调整装置，其特征在于，多个所述旋紧件沿所述第二安装通孔的中心的周向均匀设置。

8.一种克尔效应测量实验中入射光的调整方法，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述克尔效应测量实验中入射光的调整装置；所述克尔效应测量实验中入射光的调整方法的步骤如下：

(1)光源发射器发射入射光至第一透光件，所述第一透光件接收第一入射光并反射第一前镜面反射光及第一后镜面反射光；

(2)检测所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光是否重合，如果否，则执行步骤(3)，如果是，则执行步骤(4)；

(3)若所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光不重合，调节光源发射器发射角度，直至所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光重合；

(4)若所述第一前镜面反射光与所述第一后镜面反射光重合，固定所述光源发射器的发射角度，所述入射光发射至第二透光件，所述第二透光件接收第二入射光并反射第二前镜面反射光及第二后镜面反射光；

(5)检测所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光是否重合，如果否，则执行步骤(6)，如果是，则完成此阶段入射光角度调整；

(6)若所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光不重合，调节压紧装置改变所述第二透光件与所述第一透光件的平行度，直至所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合。

9.根据权利要求7所述的克尔效应测量实验中入射光的调整方法，其特征在于，在步骤(6)中包括：调节一个或多个旋紧件来改变密封圈的厚度，调节所述第二透光件与所述第一透光件的平行度，直至所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合。

10.根据权利要求8-9任一项所述的克尔效应测量实验中入射光的调整方法，其特征在于，在步骤(6)中包括：先调一个旋紧件，再调与所述旋紧件相邻的一个或多个旋紧件来改变密封圈的厚度，调节所述第二透光件与所述第一透光件的平行度或间距，直至所述第二前镜面反射光与所述第二后镜面反射光重合。