HU195019B

HU195019B - Optical arrangement, preferably for educational purposes

Info

Publication number: HU195019B
Application number: HU852979A
Authority: HU
Inventors: Otto Haiman; Imre Giczi
Original assignee: Eotvos Lorand Tudomanyegyetem
Priority date: 1985-08-05
Filing date: 1985-08-05
Publication date: 1988-03-28
Also published as: HUT41549A

Abstract

A találmány tárgya optikai elrendezés, különösen oktatási célokra, amely koherens fényforrást (1), különösen lézert és ennek fénynyalábjára felfűzött legalább egy optikai eszközt (6), valamint az optikai eszközt alátámasztó és vezető egységet tartalmaz. Lényege, hogy legalább 190 cm magasságban elrendezett, a fényforrás (1) fényét fogadó elosztó egységet (2) tartalmaz, az elosztó egység (2) fényútjában az elosztó egység (2) magasságában fénylecsatoló elemmel (3) van ellátva és a fénylecsatoló elem (3) fényt továbbító kimenetével fényfogadó elem (4) van az optikai eszközzel (6) összekapcsoltan elrendezve, ahol az optikai eszköz (6) sík lapú munkaasztalon (5) van elhelyezve. 1. ábra -1-The present invention relates to an optical arrangement, in particular for educational purposes, comprising a coherent light source (1), in particular a laser and at least one optical device (6) mounted on its light beam, as well as a support and guide assembly for the optical device. Its essence is that it has a distribution unit (2) receiving the light of the light source (1) arranged at a height of at least 190 cm, with a light-emitting element (3) at the height of the distribution unit (2) at the height of the distribution unit (2) and a light-detecting element (3). ) a light transmitting member (4) disposed with the optical device (6) with its light transmission output, wherein the optical device (6) is disposed on a flat sheet work table (5). Figure 1 -1-

Description

A találmány tárgya optikai elrendezés, különösen oktatási célokra, amely koherens fényforrást, különösen lézert és ennek fénynyalábjára felfűzött legalább egy optikai eszközt, valamint az optikai eszközt alátámasztó és vezető egységet tartalmaz.The present invention relates to an optical arrangement, in particular for educational purposes, comprising a coherent light source, in particular a laser, and at least one optical device mounted on its light beam, and a support and guide unit for the optical device.

A különösen oktatási célokra szolgáló optikai elrendezések ismert változatai, mint az Oriel, Leybold, Ealing, stb. cégek gyártmányai koherens fényforrást tartalmazó kiviteli alakjaikban nem alkalmasak több munkahelyen egyidejű, szimultán mérések végzésére. Egyes elemeik csak egyetlen egyenesre, mint optikai tengelyre fűzhetök fel, és ezért az interferométeres modellek, a fényszórással kapcsolatos kísérletek segítségükkel nem vagy csak nagy nehézségekkel valósíthatók meg. További hátrány, hogy az egyes optikai eszközök rögzítése nehézkes, vagy gyakorlatilag nem, esetleg a követelményekhez képest aránytalanul drága megoldással biztosítható. Ezért a finom beállítást igénylő optikai kísérletek alatt az eszközök egymáshoz képest elmozdulhatnak, a kísérlet eredményei értékelhetetlenek lesznek.Known variants of optical arrangements especially for educational purposes, such as Oriel, Leybold, Ealing, etc. Companies in their embodiments containing a coherent light source are not suitable for simultaneous measurements at multiple workplaces. Some of their elements can only be attached to a single line, such as an optical axis, and therefore, interferometer models, or light scattering experiments, are not or only very difficult to implement. A further disadvantage is that the recording of each optical device is difficult or practically impossible, or it may be provided with a solution disproportionately expensive. Therefore, during fine-tuning optical experiments, the devices may move relative to one another, and the results of the experiment will be invaluable.

A találmány célja a fenti hiányosságok megszüntetése. Felismertük, hogy egyetlen nagyobb teljesítményű fényforrás alkalmazása, ami gazdasági szempontból is előnyös, kedvező feltételeket teremt az oktatási kísérletek és egyszerűbb minőségellenőrzési feladatok elvégzéséhez, ha annak fényét megfelelő módon felosztjuk és az emberi szemmagasságnál nagyobb magasságban továbbítjuk.It is an object of the present invention to overcome the above shortcomings. We have discovered that the use of a single, more powerful light source, which is economically advantageous, creates favorable conditions for conducting educational experiments and simpler quality control tasks if it is properly distributed and transmitted at a height above the human eye.

A találmány feladata ennek megfelelően olyan optikai elrendezés létrehozása, amely különösen oktatási célokra alkalmas, de szükség szerint minőségellenőrzési feladatok ellátására is használható, amely a kezelő személyek egészségének károsodása nélkül alkalmazható a laboratóriumi gyakorlatban, és megfelelő feltételeket teremt a különböző optikai kísérletek, vizsgálatok elvégzéséhez.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an optical arrangement which is particularly suitable for educational purposes, but may be used for quality control purposes, which can be used in laboratory practice without compromising the health of operators and provides appropriate conditions for performing various optical experiments.

A kitűzött feladat megoldására olyan optikai elrendezést alakítottunk ki, amely koherens fényforrást, különösen lézert és ennek fénynyalábjára felfűzött legalább egy optikai eszközt, valamint az optikai eszközt alátámasztó és vezető egységet tartalmaz, és a találmány szerint legalább 190 cm magasságban elrendezett, a fényforrás fényét fogadó elosztó egységet tartalmaz, az elosztó egység fényútjában az elosztó egység magasságában fénylecsatoló elemmel van ellátva és a fénylecsatoló elem fényt továbbító kimenetével fényfogadó elem van az optikai eszközzel összekapcsoltan elrendezve, ahol az optikai eszköz sík lapu munkaasztalon van elhelyezve, amelyen célszerűen mágnesezhető anyagból készült vízszintes borítólap van.To accomplish this object, an optical arrangement is provided which comprises a coherent light source, in particular a laser, and at least one optical device mounted on its light beam, and a support and guide unit for the optical device, according to the invention. comprising a light receiving element in the light path of the distribution unit at a height of the distribution unit and a light receiving element arranged in conjunction with the optical device at the light transmitting output of the lightening element, wherein the optical device is placed on a flat table

Célszerű megoldás, ha az optikai eszköz alul sima, mágnesezhető anyagú talapzattal van ellátva, míg a munkaasztalon sima felületű ferromágneses anyagú borítólap van.It is preferable that the optical device has a smooth magnetized base at the bottom, while the desktop has a smooth surface of ferromagnetic material.

Előnyösen a fényforrást is tartalmazó, vagy annak fényét megfelelő becsatoló elemmel fogadó elosztó egység féligáteresztő tükröket és tükröket tartalmaz, kimeneti fénynyalábjai hozzávetőleg azonos intenzitásúik és számuk 2ⁿ, ahol n célszerűen 3.Preferably, the distribution unit comprising the light source or receiving light with a suitable coupling element comprises semi-transparent mirrors and mirrors having an output light beam of approximately the same intensity and a number of 2 ⁿ , preferably n.

A találmány szerinti optikai elrendezés felépítése egyszerű, az optikai eszközök elrendelését megkönnyíti és a kísérletek során a nagy intenzitású koherens fényforrás részny ilábjai sem okozhatnak egészségkárosodást.The optical arrangement according to the invention is simple in structure, facilitates the ordering of optical devices and, during the experiments, no part of the legs of the high intensity coherent light source can cause health damage.

A. találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alak kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon azThe invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in connection with an exemplary embodiment. In the drawing it is

1. ábra a találmány szerinti optikai elrendezés vázlata, míg aFigure 1 is a schematic diagram of the optical arrangement of the present invention,

2. ábra az elosztó egység optikai felépítésének vázlata.Figure 2 is a schematic diagram of the optical structure of the distribution unit.

A találmány szerinti optikai. elrendezés a apja 1 fényforrás, amely lehet például 8 mW teljesítményű He-Ne lézer. Ennek nyalábját 2 elosztó egység osztja például nyolc ríszre. Az így kapott 1 mW körüli teljesítményt képviselő F fénynyalábok már nem veszélyesek az emberi szem számára. Természetesen az 1 fényforrás fényét kevesebb 'agy több nyalábra, akár eltérő teljesítményű résznyalábokra is fel lehet osztani.Optical according to the invention. layout of the father 1 light source, which may be, for example, an 8mW He-Ne laser. Its beam is divided by 2 distribution units, for example, into eight rails. The resulting F light beams of around 1 mW are no longer dangerous to the human eye. Of course, the light of the light source 1 can be divided into fewer brains, even sub-beams of different power.

A 2 elosztó egység F fénynyalábja 3 fénylecsatoló elembe jut, ahonnan 5 munkaasztalon elrendezt t 6 optikai eszközzel egybeépített vagy ahhoz csatolható 4 fényfogadó élemre vezethető. A 6 optikai eszköz mágnesezhető (ferromágneses) anyagú 7 talapzattal van ellátva, amely az 5 munkaasztalt borító ugyancsak mágnesezhető anyagból készült 8 borítólaphoz illeszkedik. Célszerűen a 7 talapzat alsó síkja egyenletesen sima, és a 8 borítólap felülete is polírozott. Kettőjük közül legalább az egyik ferromágneses tulajdonságú.The light beam F of the distribution unit 2 passes into a light stripping element 3, from which it can be guided to a light receiving element 4 integrated or attached to the optical device 6 on a work table 5. The optical device 6 is provided with a magnet (ferromagnetic) base 7 which fits on the cover 8 also made of magnetizable material. Preferably, the lower plane of the base 7 is uniformly smooth and the surface of the cover 8 is polished. At least one of them has ferromagnetic properties.

A 2 elosztó egység (2. ábra) A fénybecsatoló elemet tartalmaz, ha az 1 fényforrást rajta kívül rendezzük el. Az A fénybecsatoló elem az 1 fényforrás fényét S féligáteresztő tükrök és T tükrök rendszerén keresztül juttatja el az egyes 5 munkaasztalok felett elrendezett 3 fénylecsatoló elemhez. Az ábra csillagszerűen elrendezett nyolc 3 fénylecsatoió elem rendszerét mutatja, de kívánság szerint az egyes 3 fénylecsatoló elemekhez vezetett F fénynyalábok száma az említettől eltérő lehet, az általuk képviselt teljesítmények azonosak vagy eltérőek lehetnek. A legcélszerűbbnek az a megoldás bizonyult, hogy féligáteresztő tükrökkel 2ⁿ F fénynyalábot állítunk elő, amelyek így az 1 fényforrás nagyjából egyenlően elosztott teljesítményét szétosztva juttatják el az 5 munkaasztalokhoz. A szokásos teljesítményű laboratóriumi lézerek esetében n értéke 3 vagy 4, így még az optikai kísérletek céljaira jól megfelelő,Distribution unit 2 (Fig. 2) Contains the light coupling element when the light source 1 is arranged outside. The light coupling element A transmits light from the light source 1 to a light coupling element 3 arranged above each work table 5 through a system of semi-transparent mirrors S and mirrors T. The figure shows a system of eight star-stripping elements 3, but if desired, the number of light beams F led to each of the light stripping elements 3 may be different, the power they represent may be the same or different. The most expedient solution has been to produce 2 ⁿ F light beams with semipermeable mirrors, thus distributing the approximately uniform power of the light source 1 to the worktables 5. For standard-power laboratory lasers, n is 3 or 4, so it is well suited for optical experiments,

-2195019 de egészségkárosodást már nem okozó, általában I mW alatti teljesítményű nyalábokkal lehet dolgozni.-2195019 but can work with beams with power below I mW, which no longer causes health damage.

A találmány szerinti optikai rendszer al- 5 kalrnazása során az 1 fényforrás begyújtását kővetően az 5 munkaasztalokon a szükséges 6 optikai eszközöket elrendezzük. Ezek közül az egyiken kap helyet a 4 fényfogadó elem. Az utóbbival legalább 190 cm magasságból lehozott fénynyaláb alkalmas a kívánt optikai kísérletek elvégzéséhez szükséges feltételek biztosítására. A 6 optikai eszközök egymáshoz viszonyított helyzete a 7 talapzat és a 8 borítólap ferromágneses részei közöt- 15 ti vonzóerő miatt a beállítás után csak nehezen változik meg, viszont a 8 borítólap síkjában az optikai eszközök elmozdítása viszonylag könnyű. A beállítás megkönnyítésére alkalmazhatók a jól ismert vákuumos ²⁰elrendezések is, amikor a 8 borítólaphoz illeszkedően léghiányos teret hozunk létre, például csavar és gumiharang segítségével.During the calibration of the optical system according to the invention, the necessary optical devices 6 are arranged on the worktops 5 after the light source 1 is lit. On one of these the light receiving elements 4 are located. A beam of light at least 190 cm high with the latter is capable of providing the required conditions for conducting the desired optical experiments. The relative position of the optical means 6 between the base 7 and the ferromagnetic portions of the cover plate 8 is difficult to change after adjustment, but the position of the optical means in the plane of the cover plate 8 is relatively easy. The well-known vacuum arrangements ²⁰ can also be used to facilitate the adjustment when creating an airtight space fitting the cover 8, for example by means of a screw and a rubber bell.

A találmány szerinti optikai elrendezés segítségével biztosítható a kis teljesítményű lézernyalábok előállítása és ezzel az esetleges egészségkárosodások megelőzése, az optikai eszközök gyors beállíthatósága, valamint egyúttal beállított helyzetük jó, például egy- ³⁰szerű interferométerek pontossági igényeit kielégítő tartása. Lehetőséget teremt minimális anyagi, illetve kivitelezési ráfordítások árán a több optikai tengelyt igénylő kísérletek elvégzésére.Good, for example, sufficient precision interferometers like ³⁰ keeping one needs to prevent the production and thereby the potential health hazards by the optical arrangement of the invention can be provided in a low-power laser beam, quick adjustability of the optical device, and the position is also set. It allows you to perform experiments that require more optical axes at minimal cost of material and workmanship.

Claims

PATENT CLAIMS

Optical arrangement, in particular for educational purposes, comprising a coherent light source, in particular a laser, and at least one optical device mounted on its light beam, and a support and guide unit for the optical device, characterized in that the light source is at least 190 cm high. comprising a light receiving element (2), a light receiving element (3) in the light path of the distributing unit (2) at the height of the distribution unit (2) and a light receiving element (4) with a light transmitting output of the light removing element (3) (6) interconnected, wherein the optical device (6) is located on a flat table work table (5).

Optical arrangement according to Claim 1, characterized in that the distribution unit (2) comprises semi-transparent mirrors (S) and mirrors (T), and

iF) of equal intensity and 2 ⁿ , where ii is a natural number, preferably 3.

Optical arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the optical device (6) is formed by a ferromagnetized material with a smooth base (7) from below, while the work table (5) has a smooth surface of magnetizable material (8). , wherein the material of the base (7) and / or the cover (8) has a permanent magnetic property.

4. Optical arrangement according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the light source (1) is arranged in the distribution unit 2).

1 drawing, figure 2