一種簡易高斯光速教學儀器的製作方法

2023-12-04 12:01:46

本發明屬於教學儀器領域，尤其涉及一種簡易高斯光速教學儀器。

背景技術：

目前市場銷售的光束質量分析儀能夠較為快捷地對高斯光束特性參量進行測量，但這些儀器都是以科學研究為目的，當把這些儀器應用於雷射物理實驗教學時，儀器有以下不足:(1)價格昂貴，無法在實驗教學中推廣；(2)儀器被屏蔽在儀器罩內，學生無法對測量過程及儀器結構有直觀的感受；(3)上述儀器測量過程通常採用步進電機自動控制，不利於培養學生動手能力。目前市場上未見專門用於測量高斯光束特性參數的實驗教學儀器。

技術實現要素：

為了克服上述存在的不足，本發明擬提供一種手動控制、結構簡單、使用方便、成本低廉的簡易高斯光速教學儀器。

本發明一種簡易高斯光速教學儀器：包括雷射器、凸透鏡、刀片、衰減片、雷射功率計以及導軌，所述雷射器、凸透鏡、刀片、衰減片、雷射功率計位於導軌上方，並按照從左到右的順序依次排列。

進一步地，所述導軌帶有刻度，長度為1000mm-1200mm，雷射器、刀片及凸透鏡的位置可由導軌刻度讀出。

進一步地，所述雷射器與導軌相連，為氦氖雷射器，諧振腔為平凹腔，其輸出端為平面反射鏡。

進一步地，所述凸透鏡安裝在與導軌相連的一維光學平移臺上，以便於調節凸透鏡的光軸位置，該凸透鏡的主要作用是對雷射器發射的高斯光束進行變換，在凸透鏡後方形成束腰。

進一步地，所述刀片寬大於15mm，厚度約為0.1-0.2mm，刀片被固定在與導軌相連的光學平移臺上，可沿與光束傳播垂直的方向切割光束，刀片切割光斑的位置可由光學平移臺上的螺旋測微器測量。

進一步地，所述衰減片被固定在與導軌相連的滑塊上。

進一步地，所述雷射功率計與導軌相連，有0.1mw/1mw/10mw/50mw4個量程檔，功率計錶盤被劃分為50個分格。

實驗中，分別測量透過刀片邊緣的光功率佔總功率百分比分別為90％和10％時的刀片位置坐標，就可以確定刀片處高斯光束光斑半徑；裝置中的衰減片被固定在滑塊上，在無刀片擋光時，調節衰減片，使進入雷射功率計的雷射功率達到滿量程，以提高光斑半徑的測量精度。

本發明的優點在於：所有元件都被安裝在導軌上,不需要在光學平臺上固定元件,儀器可以放置在普通實驗桌上,儀器的使用非常方便,同時也大大降低了開設實驗所需的購買光學平臺的費用。

附圖說明

圖1為一種簡易高斯光速教學儀器示意圖。

其中：1是導軌、2是雷射器、3是凸透鏡、4是刀片、5是衰減片、6是雷射功率計。

具體實施方式

以下結合說明書附圖和具體優選的實施例對本發明作進一步描述，但並不因此而限制本發明的保護範圍。

如圖1所示，本發明一種簡易高斯光速教學儀器：包括雷射器2、凸透鏡3、刀片4、衰減片5、雷射功率計6以及導軌1，所述雷射器2、凸透鏡3、刀片4、衰減片5、雷射功率計6位於導軌1上方，並按照從左到右的順序依次排列。

進一步地，所述導軌1帶有刻度，長度為1000mm-1200mm，雷射器2、刀片4及凸透鏡3的位置可由導軌刻度讀出。

進一步地，所述雷射器2與導軌1相連，為氦氖雷射器，諧振腔為平凹腔，其輸出端為平面反射鏡。

進一步地，所述凸透鏡3安裝在與導軌1相連的一維光學平移臺上，以便於調節凸透鏡的光軸位置，該凸透鏡的主要作用是對雷射器2發射的高斯光束進行變換，在凸透鏡後方形成束腰。

進一步地，所述刀片4寬大於15mm，厚度約為0.1-0.2mm，刀片4被固定在與導軌1相連的光學平移臺上，可沿與光束傳播垂直的方向切割光束，刀片4切割光斑的位置可由光學平移臺上的螺旋測微器測量。

進一步地，所述衰減片5被固定在與導軌1相連的滑塊上。

進一步地，所述雷射功率計6與導軌1相連，有0.1mw/1mw/10mw/50mw4個量程檔，功率計錶盤被劃分為50個分格。

實驗中，分別測量透過刀片4邊緣的光功率佔總功率百分比分別為90％和10％時的刀片4位置坐標，就可以確定刀片4處高斯光束光斑半徑；在無刀片4擋光時，調節衰減片5，使進入雷射功率計6的雷射功率達到滿量程，以提高光斑半徑的測量精度。實驗中，使用功率計的1mw量程檔，並用衰減片5的最外側衰減光束。由於衰減片5的直徑遠大於光斑直徑，因此衰減5片的不均勻性對測量帶來的影響可以忽略。

本發明的優點在於：所有元件都被安裝在導軌上,不需要在光學平臺上固定元件,儀器可以放置在普通實驗桌上,儀器的使用非常方便,同時也大大降低了開設實驗所需的購買光學平臺的費用。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例。凡屬於本發明思路下的技術方案均屬於本發明的保護範圍。應該指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下的改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。