【技术实现步骤摘要】
光纤导光物理条件的模拟实验演示装置与演示方法
本专利技术属于光学实验仪器
,具体涉及到光导纤维导光的演示实验仪器。
技术介绍
光纤作为高科技标志性成果之一,对其导光原理的介绍,早已广泛进入中小学课本及大学物理、光通信原理等专业课教材中。近年来配合光学与光通信原理课教材的实验演示仪器,也得到了大的发展。众所周知,光纤导光基于光的全反射原理,但现有的光纤导光演示实验仪器及公开的专利技术,大多只是向学生演示光纤可以将光信号或电信号经过光电转换后从光纤的一端传输到另一端,即只能演示弯曲的光纤可以传输光信号这一事实,而学生并不能看到光线在光纤中的传输路径,特别是针对物理专业学生,无法直观的看到决定光纤导光的物理条件,即光的入射临界角的观察和纤芯包层折射率大小对光纤导光效能的决定性影响。在光纤实验仪器
,当前需迫切解决的一个技术问题是提供一种光纤导光物理条件的实验模拟装置。专利申请号为201310012168.X、专利技术名称为《一种模拟光纤演示装置》的专利技术专利,在光滑白板与长边平行的中心线处安装有模拟光纤,模拟光纤的主体为圆柱体结构,其外周制作有圆筒玻璃容器,圆筒玻璃容器内与圆筒玻璃容器同轴心处制有实心玻璃圆柱体,圆筒玻璃容器的内径大于实心玻璃圆柱体的外径,两者之间的空间内充满填充液,光滑白板的中心线上侧前端制有准直调节器,对应准直调节器的外侧处制有可见光源;模拟光纤的前端处固定制有弧形滑道,模拟光纤的前端点与弧形滑道的中心重合;准直调节器固定于弧形滑道上并沿弧形滑道滑动,模拟光纤由圆筒玻璃、实心玻璃圆柱、填充液同轴心组合构成。该专利虽然用实心玻璃圆 ...
【技术保护点】
一种光纤导光物理条件的模拟实验演示装置,在底座(6)上设置有支架(4)和水槽(1),支架(4)上设置有半导体激光器(5)、水槽(1)上设置用于模拟光纤纤芯的导光条,水槽(1)内装有用于模拟光纤包层的透明液体,其特征在于:所述的导光条有两条,为有机玻璃导光条(2)和石英玻璃导光条(3);所述水槽(1)内的透明液体为水以及位于水上表面的液体石蜡,有机玻璃导光条(2)和石英玻璃导光条(3)的中心线相平行位于水与液体石蜡的界面上。
【技术特征摘要】
1.一种光纤导光物理条件的模拟实验演示装置,在底座(6)上设置有支架(4)和水槽(1),支架(4)上设置有半导体激光器(5)、水槽(1)上设置用于模拟光纤纤芯的导光条,水槽(1)内装有用于模拟光纤包层的透明液体,其特征在于:所述的导光条有两条,为有机玻璃导光条(2)和石英玻璃导光条(3);所述水槽(1)内的透明液体为水以及位于水上表面的液体石蜡,有机玻璃导光条(2)和石英玻璃导光条(3)的中心线相平行位于水与液体石蜡的界面上。2.根据权利要求1所述的光纤导光物理条件的模拟实验演示装置,其特征在于:所述的有机玻璃导光条(2)和石英玻璃导光条(3)为几何形状相同的四棱柱体,竖截面为长方形或正方形。3.根据权利要求2所述的光纤导光物理条件的模拟实验演示装置,其特征在于:所述的有机玻璃导光条(2)和石英玻璃导光条(3)为几何形状相同的四棱柱体,竖截面为长方形,长方形截面的长×宽为8×5cm2。4.根据权利要求2或3所述的光纤导光物理条件的模拟实验演示装置,其特征在于:所述的有机玻璃导光条(2)与石英玻璃导光条(3)之间的距离与有机玻璃导光条(2)的宽度相同。5.一种使用权利要求1所述的光纤导光物理条件的模拟实验演示装置的演示实验方法,其特征在于使用该装置模拟演示光纤导光的全反射临界角的实验方法如下:由半导体激光器(5)射出的激光束从有机玻璃导光条(2)一端面上水平中心线的上方、水平斜射到有机玻璃导光条(2)左侧面与液体石蜡的界面上产生折射和反射,折射光束进入液体石蜡中;反射光束到达有机玻璃导光条(2)右侧面与液体石蜡的界面上产生折射和反射,折射光束进入液体石蜡中;改变激光束的入射角(θ1)大小,在水槽(1)上方向下观察有机玻璃导光条(2)两侧液体石蜡中折射光束折射角(θ2)的变化趋势;转动半导体激光器(5)使激光束的入射角(θ1)逐渐增大,液体石蜡中的折射光束折射角(θ2)趋向90°,进一步增大激光束的入射角(θ1),液体石蜡中折射光刚好消失,有机玻璃导光条(2)中折线传输的激光束亮度突然增强,光被完全限制在有机玻璃导光条(2)中,此时激光束的入射角(θ1)即为有机玻璃导光条(2)与液体石蜡界面上的全反射临界角。6.一种使用权利要求1所述的光纤导光物理条件的模拟实验演示装置的演示实验方法,其特征在于使用该装置模拟演示光纤的包层折射率大于和小于纤芯折射率对光纤导光影响的实验方法如下:1)由半导体激光器(5)射出的激光束通过石英玻璃导光条(3)端面上水平中心线的上方,水平斜射到石英玻璃导光条(3)右侧面与液体石蜡的界面上产生折射和反射,折射光束进入液体石蜡中;反射光束到达石英玻璃导光条(3)左侧面与液体石蜡的界面上产生折射和反射,折射光束进入液体石蜡中;改变激光束的入射角(θ1)大小,在水槽...
【专利技术属性】
技术研发人员:张宗权,黄育红,耿玉,徐铭,其他发明人请求不公开姓名,
申请(专利权)人:陕西师范大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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