CN2314423Y

CN2314423Y - 便携式光学实验室

Info

Publication number: CN2314423Y
Application number: CN 97247501
Authority: CN
Inventors: 贺安之
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 1999-04-14
Anticipated expiration: 2007-10-15

Abstract

本实用新型公开了一种便携式光学实验室,它主要由防震平台、He－Ne激光器以及作为附件的精密光学、光电元件和相应夹具组成,其特征在于防震平台由带螺孔的轻质平板和柔性泡沫海绵构成,它们与附件一起放置于一个箱体内,在箱体和箱盖之间还连接有通过拉链开合的遮光软体布,可构成暗室。本实用新型结构简单,重量轻,体积小,携带方便,可完成几乎全部光学的教学演示和研究实验,是一台内容丰富的便携式小型光学实验室。

Description

便携式光学实验室

本实用新型涉及光学实验室设备，特别是一种能完成各类光学教学演示和研究实验的便携式小型光学实验室。

光学特别是干涉、全息等现代光学实验的关键技术是能满足波长级精度的高度稳定的光学平台，为此国内外光学平台设计都立足于用质量大的沉重平台(一般采用钢铁质台面)和隔震弹簧构成，获得低的固有频率，从而达到滤除或隔离高于此固有频率的各种工业振动。由于这种庞大的防震光学平台的限制，使得教学过程中的许多光学演示，特别是教学研究实验只能局限于实验室内完成，且必须在特定的暗室进行，这给教学研究工作都带来了很大的不便，尤其是使得许多光学检测现场工作无法进行。七十年代末至八十年代初，发明人曾先后研制出了轻便型的全息与于涉实验仪器，如HQ-1型全息实验台、便携式全息与信息光学实验仪、JDG高精度多功能干涉仪，其防震平台采用的是几十公斤重的钢板或花岗石板和气囊式气垫隔震器，获得良好的隔震效果。这些仪器的功能仍较单一，且重量仍在几十公斤，实际搬运和携带仍很困难。

本实用新型的目的在于提供一种能满足各类光学教学演示和研究实验、完成从几何光学、波动光学、全息与信息光学等四十多个实验并配备有暗箱设计的便携式小型光学实验室。

为实现上述实用新型目的，所采用的技术方案是这样的，便携式光学实验室，它是由防震平台、He-Ne激光器，带平面反射镜的测微头、精密光学元件和光电元件以及相应夹具组成，其特征在于防震平台由加强型带蜂窝螺孔的轻质平板和柔性泡沫海绵大面积接触构成，达到悬浮式临界高阻尼隔震状态，它们置于一个箱体内，He-Ne激光器、带平面反射镜的测微头是固定在带蜂窝螺孔的轻质平板上，精密光学元件和光电器件作为附件携带时放置于边缘空位或箱盖内，箱体与箱盖之间连接有遮光软体布，软体布侧面开有操作孔，中间通过拉链使箱子开合。本实用新型的关键技术是在一小型箱体内设计了悬浮式临界阻尼的高稳定、超轻型的光学防震平台，它具有优异的隔震性能，均匀开有阵列蜂窝状螺孔的轻质平板置于泡沫海绵上，由于压强小，则多孔泡沫海绵在较轻的负荷下振动，空气与多孔通道运动，形成高阻尼，使外界振动能迅速转换为热能，而达到近临界阻尼隔震目的，它有别于现有低固有频率隔震思想。为了适应于设备的便携，达到完成从几何光学、波动光学、全息、干涉等几乎全部光学教学和研究实验，本实用新型还配套设计了几何光学演示板和光学衍射干涉实验板，几何光学演示板是由一边缘磨光的光学透明带状平板和角度板构成，该平板的一端为1/4圆弧状，另一端为斜面，平板上间隔压制或镶有两块正负小透镜，角度板中心与平板圆弧一端弧心固定，它是集反射、折射、光波导、棱镜、正负透镜等为一体的几何光学演示板，可定量演示几何光学三定律和测定临界角，演示光波导效应、光纤传光等。光学衍射干涉实验板含大小单双孔、大小单双圆盘、三角、矩形、单双缝、水平、垂直、正交光栅共15种光学衍射、干涉图案，它是一块经过高度集成化处理的衍射板，可形象又定量的演示不同孔径的单缝(孔)、双缝(孔)的衍射、干涉，并定量计算条纹图和各种少见的衍射效应。作为附件的精密光学元件和光电元件在使用时根据不同实验的光学系统光路要求，通过夹具和轻质平板上的螺孔固定于相应位置上。箱体、箱盖与遮光软体布构成暗室，可在任何教学、研究现场进行全息干涉和信息光学实验。

本实用新型与现有技术相比其显著的优点在于，采用了蜂窝螺孔轻质平板与多孔泡沫海绵大面积接触构成了悬浮式临界阻尼高稳定超轻型光学防震平台，使整个光学实验室设备全部安置在一个箱体内，结构简单，总重量仅8公斤，体积为440×340×180mm，并备有暗箱，能完成从几何光学、波动光学、全息与信息光学中的四十多个几乎全部光学教学演示与独立的教学研究实验，还可进行工业、科研中的精度达λ/10的φ40mm的如迈克尔逊、泰曼、马赫、F-P的测试检验，本实用新型可便携于任何教学研究实验环境进行实验，是一个内容丰富的便携式小型光学实验室，可普及为家用教学、研究实验室。

本实用新型的具体结构由以下附图和实施例给出。

图1是根据本实用新型所述便携式光学实验室的整体形状示意图。

图2是防震平台结构示意图。

图3是精密光学元件中几何光学演示板结构示意图。

图4是精密光学元件中衍射干涉实验板形状示意图。

图5是本实用新型为暗室状态时示意图。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述。

参见图1和图2，根据本实用新型制作的便携式光学实验室，它是由380×300×80mm²的加筋硬铝板1、厚度80mm的泡沫海绵2、金属箱体3、箱盖4、He-Ne激光器5、带平面反射镜的测微头6以及作为光学实验室附件的精密光学元件、光电元件和相应夹具组成。铝板1上开有均布阵列的M6mm蜂窝状螺孔，以固定所需布置的光学元件夹具，铝板1置于泡沫海绵2上，由铝板1和泡沫海绵2构成的防震平台放置于箱体3内，固定元器件如He-Ne激光器5、带平面反射镜的测微头6通过螺孔固定在铝板1相应的位置上，其它作为附件的精密光学元件、光电元件以及相应夹具均安置于边缘空位或箱盖4上，在实验时根据不同需要把所需的光学元件、光电元件通过夹具和螺孔固定在铝板1上。精密光学元件和光电元件包括精度达λ/20、孔径为40mm的全反镜、半反镜，还有扩束、准直透镜，小型付里叶变换透镜、带条纹计数器和光强计的小型探测器；为减少精密光学元件重量，达到一件多用的目的，本实用新型设计了一种多用途的几何光学演示板10和衍射干涉实验板11。见图3，几何光学演示板10由透明塑料或有机玻璃制成的带状平板(10-1)和角度板(10-2)构成，带状平板(10-1)厚为5mm，宽为20mm，长200mm，一端为1/4圆弧，另一端为45度斜面，带状平板(10-1)上还压制(或镶制)有两块相同孔径，不同焦距的正负透镜(10-3)，本例两块透镜的孔径为φ15mm，正透镜焦距为100mm，负透镜焦距为30mm，角度板(10-2)中心与带状平板(10-1)圆弧端中心固定。见图4，衍射干涉实验板11含有大小单双孔、大小单双圆盘、三角、矩形、单双缝、水平、垂直、正交光栅共15种衍射干涉图案，它们被高度集成化在一块胶片上，然后由硅胶封装。本实用新型还备有暗室，它是通过箱体3与箱盖4之间连接的遮光软体布7来实现，参见图5，当需要暗室工作时，将软体布7通过拉链8合成整体；与箱体箱盖构成暗室，在软体布7的侧面开有操作孔9，便于暗室内操作。

Claims

1、一种便携式光学实验室，它是由防震平台、He-Ne激光器、带平面反射镜的测微头、精密光学元件、光电元件以及相应夹具组成，其特征在于防震平台由加强型带蜂窝螺孔的轻质平板〔1〕和柔性泡沫海绵〔2〕大面积接触构成，达到悬浮式临界高阻尼隔震状态，它们固定在一个箱体〔3〕内，He-Me激光器〔5〕和带平面反射镜的测微头〔6〕固定在轻质平板〔1〕上，精密光学元件、光电元件作为附件安置在箱体边缘空位或箱盖〔4〕内，箱体〔3〕与箱盖〔4〕之间连接有遮光软体布〔7〕，通过拉链〔8〕开合，软体布〔7〕侧面开有操作孔〔9〕。

2、根据权利要求1所述的便携式光学实验室，其特征在于精密光学元件包括几何光学演示板〔10〕、衍射干涉实验板〔11〕以及全反镜、半反镜、扩束准直镜、小型付里叶变换透镜；光电元件包括带条纹计数器和光强计的小型探测器。

3、根据权利要求2所述的便携式光学实验室，其特征在于几何光学演示板〔10〕由一边缘磨光的光学透明带状平板〔10-1〕和角度板〔10-2〕构成，光学透明带状平板〔10-1〕一端为1/4圆弧状，另一端为斜面，带状平板〔10-1〕上压制或镶有两块小型正负透镜〔10-3〕，角度板〔10-2〕中心与光学透明带状平板一端圆弧中心固定。

4、根据权利要求2所述的便携式光学实验室，其特征在于光学衍射干涉实验板〔11〕中集成了大小单双孔、大小单双盘、三角、矩形、单双缝、水平、垂直、正交光栅共15种光学衍射干涉图案。