一种基于双缝干涉的连续激光波长测量实验仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于双缝干涉的连续激光波长测量实验仪，该实验仪包括光学元件固定架集成底板、光源、双缝元件法兰盘及可移动光电探测单元；光源、双缝元件法兰盘和可移动光电探测单元固定设于光学元件固定架集成底板上；双缝元件法兰盘上设有双狭缝；可移动光电探测单元包括光电探测器固定滑块；光电探测器固定滑块可左右滑动地设于光学元件固定架集成底板上；光电探测固定滑块一侧设有狭缝，光电探测固定滑块另一侧、对应狭缝位置处设有光电探测器；光源的出射光依次通过双缝元件法兰盘的双狭缝、光电探测固定滑块的狭缝入射光电探测器。采用本实用新型专利技术实验仪，能够直观看到实验仪的内部结构，有效掌握杨氏双缝实验测量激光波长的原理和方法。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种连续激光波长测量实验仪，具体涉及一种基于双缝干涉原理测量连续激光波长的实验仪。
技术介绍
光源波长的测量是高等学校理工科专业学生大学物理实验教学中的一个基本内容。光源波长的测量方法很多，但干涉法是最实用、最精确，也是最可行的测量方法。在高等学校理工科大学物理实验教学中，围绕光的干涉所开设的双缝干涉实验、牛顿环实验、迈克尔寻干涉仪实验都可以开展光源波长的测量，但在实际的实验教学中，除了迈克尔寻干涉仪明确要求测量光源波长外，其他涉及到光的干涉的实验很少将光源的波长测量作为实验教学的一项实验目的，杨氏双缝干涉实验就是其中之一。实际上，在干涉法测量激光波长的实验中，基于杨氏双缝干涉原理测量激光波长的方法是最直接也是最容易理解的一种。1801年，托马斯·杨进行了一次光的干涉实验，即著名的杨氏双孔干涉实验，首次肯定了光的波动性，随后在他的论文中以干涉原理为基础，建立了新的波动理论，并成功解释了牛顿环，精确测定了波长。1807年，托马斯·杨发表了《自然哲学与机械学讲义》（AcourseofLecturseonNaturalPhilosophyandtheMechanicalArts），书中综合整理了他在光学方面的理论与实验方面的研究，第一次描述了双缝实验：把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面，在第一张纸的后面再放一张纸，不同的是第二张纸上开了两道平行的狭缝，结果从小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上，就会形成一系列明、暗交替的条纹，这就是现在众所周知的双缝干涉条纹。杨氏双缝干涉实验是光学发展史上的著名实验，后来的历史证明，这个实验完全可以跻身于物理学史上最经典的五个实验之列。虽然杨氏双缝干涉实验在光学，甚至是物理学的发展史上具有举足轻重的地位，但在高校大学物理的教学中，有关杨氏双缝实验的应用却介绍的非常少，很多高校甚至没有将杨氏双缝干涉实验列为《大学物理实验》的实验教学项目，因此，学生虽然明白杨氏双缝干涉实验的重要意义，但却不明白其应用价值。实际上，杨氏双缝干涉实验除了奠定了光的波动性外，另一个杰出贡献就是测定了光的波长，因此，基于杨氏双缝实验原理，设计用于学生实验用的连续激光波长测量实验仪，既可以解决专用波长计因成本太高而很难用于学生实验教学的缺点，让学生通过实验掌握波长计的工作原理，同时还可以通过实验提升学生对双缝干涉实验的理解。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能够直观看到实验仪的内部结构，有效掌握杨氏双缝实验测量激光波长的原理和方法的实验仪器。为了达到上述目的，本技术提供了一种基于双缝干涉的连续激光波长测量实验仪，该实验仪包括光学元件固定架集成底板、光源、双缝元件法兰盘及可移动光电探测单元；光源、双缝元件法兰盘和可移动光电探测单元固定设于光学元件固定架集成底板上；双缝元件法兰盘上设有双狭缝；可移动光电探测单元包括光电探测器固定滑块；光电探测器固定滑块可左右滑动地设于光学元件固定架集成底板上；光电探测固定滑块一侧设有狭缝，光电探测固定滑块另一侧、对应狭缝位置处设有光电探测器；光源的出射光依次通过双缝元件法兰盘的双狭缝、光电探测固定滑块的狭缝入射光电探测器。为了将实验仪小型号，本技术实验仪还包括一次反射镜和二次反射镜；一次反射镜和二次反射镜分别固定设于光学元件固定架集成底板上；光源的出射光依次通过双缝元件法兰盘的双狭缝、一次反射镜、二次反射镜、光电探测固定滑块的狭缝入射光电探测器。上述实验仪还包括光源接入法兰与二次反射镜固定板；光源接入法兰与二次反射镜固定板垂直设于光学元件固定架集成底板上；光源接入法兰与二次反射镜固定板的左端设有通光孔A；光源通过光源接入法兰盘固定在光源接入法兰与二次反射镜固定板的前侧面，且位于通光孔A处。光源接入法兰与二次反射镜固定板上、通光孔A的外周侧设有O圈槽A；O圈槽A内设有O圈A，该O圈A位于光源接入法兰与二次反射镜固定板和光源接入法兰盘之间；光源接入法兰与二次反射镜固定板和光源接入法兰盘之间通过螺丝固定相连。二次反射镜设于光源接入法兰与二次反射镜固定板右端的后侧面上。上述实验仪还包括二次反射镜托盘；二次反射镜托盘呈长方形；光源接入法兰与二次反射镜固定板的右端的后侧面上设有与二次反射镜托盘相对应的长方形台阶；二次反射镜通过二次反射镜托盘固定在长方形台阶处；二次反射镜托盘的一条对角线的上端通过螺丝和光源接入法兰与二次反射镜固定板固定，另一条对角线的两端通过微调螺丝和光源接入法兰与二次反射镜固定板相连。上述实验仪还包括双缝元件法兰盘固定板；双缝元件法兰盘固定板垂直设于光学元件固定架集成底板上，且位于光源接入法兰与二次反射镜固定板和一次反射镜之间；双缝元件法兰盘固定板上设有通光孔B；双缝元件法兰盘固定在双缝元件法兰盘固定板的通光孔B处；双缝元件法兰盘固定板上、通光孔B的外周侧设有O圈槽B；O圈槽B内设有O圈B，该O圈B位于光源接入法兰与二次反射镜固定板和光源接入法兰盘之间；双缝元件法兰盘固定板和双缝元件法兰盘之间通过螺丝固定相连。上述实验仪还包括一次反射镜固定板和一次反射镜托盘；一次反射镜托盘呈圆形；一次反射镜固定板垂直固定于光学元件固定架集成底板上，且位于二次反射镜和光电探测固定滑块之间；一次反射镜固定板上设有与一次反射镜托盘相适配的圆形台阶；一次反射镜通过一次反射镜托盘设于一次反射镜固定板上，且位于圆形台阶处；一次反射镜托盘上端通过螺丝与一次反射镜固定板固定，中部两端分别通过微调螺丝与一次反射镜固定板相连。本技术实验仪还包括步进电机、可移动光电探测单元固定板、滑块导轨、导轨支架；可移动光电探测单元固定板垂直固定于光学元件固定架集成底板上；步进电机固定设于可移动光电探测单元固定板上；可移动光电探测单元固定板的左右两端分别设有导轨支架；滑块导轨设于两个导轨支架之间；光电探测固定滑块可滑动地设于滑块导轨上，且一端与步进电机的螺纹杆相连。本技术相比现有技术具有以下优点：1、基于经典的杨氏双缝干涉实验原理，设计成开放的、用于测量连续激光波长的实验仪，学生通过开放的实验系统，有助于直观掌握双缝干涉实验的系统构成。2、通过该实验仪，学生既可以开展双缝干涉实验，掌握双缝干涉实验的规律，又可以掌握基于光的干涉测量光波波长的原理和方法，为基于其他实验现象测量光波波长打下良好的基础。3、实验仪中光电探测器的移动通过步进电机驱动实现，学生可通过实验了解步进电机电机方面的知识。附图说明图1为本技术实验仪的结构示意图；图2为本技术二次反射镜及固定系统的装配示意图；图3为本技术光源接入法兰盘及固定系统的装配示意图；图4为本技术双缝元件法兰盘及固定系统的装配示意图；图5为本技术一次反射镜及固定系统的装配示意图；图6为本技术可移动光电探测单元及固定系统的结构示意图；图7为图6中可移动光电探测单元及固定系统的装配示意图；图8为图1中光学元件固定架集成底板。图中，1-光学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双缝干涉的连续激光波长测量实验仪，其特征在于：所述实验仪包括光学元件固定架集成底板、光源、双缝元件法兰盘及可移动光电探测单元；所述光源、双缝元件法兰盘和可移动光电探测单元固定设于所述光学元件固定架集成底板上；所述双缝元件法兰盘上设有双狭缝；所述可移动光电探测单元包括光电探测器固定滑块；所述光电探测器固定滑块可左右滑动地设于所述光学元件固定架集成底板上；所述光电探测固定滑块一侧设有狭缝，光电探测固定滑块另一侧、对应狭缝位置处设有光电探测器；所述光源的出射光依次通过所述双缝元件法兰盘的双狭缝、光电探测固定滑块的狭缝入射光电探测器。

【技术特征摘要】
1.一种基于双缝干涉的连续激光波长测量实验仪，其特征在于：所述实验仪包括光学元件固定架集成底板、光源、双缝元件法兰盘及可移动光电探测单元；所述光源、双缝元件法兰盘和可移动光电探测单元固定设于所述光学元件固定架集成底板上；所述双缝元件法兰盘上设有双狭缝；所述可移动光电探测单元包括光电探测器固定滑块；所述光电探测器固定滑块可左右滑动地设于所述光学元件固定架集成底板上；所述光电探测固定滑块一侧设有狭缝，光电探测固定滑块另一侧、对应狭缝位置处设有光电探测器；所述光源的出射光依次通过所述双缝元件法兰盘的双狭缝、光电探测固定滑块的狭缝入射光电探测器。
2.根据权利要求1所述的实验仪，其特征在于：所述实验仪还包括一次反射镜和二次反射镜；所述一次反射镜和二次反射镜分别固定设于所述光学元件固定架集成底板上；所述光源的出射光依次通过所述双缝元件法兰盘的双狭缝、一次反射镜、二次反射镜、光电探测固定滑块的狭缝入射光电探测器。
3.根据权利要求2所述的实验仪，其特征在于：所述实验仪还包括光源接入法兰与二次反射镜固定板；所述光源接入法兰与二次反射镜固定板垂直设于所述光学元件固定架集成底板上；所述光源接入法兰与二次反射镜固定板的左端设有通光孔A；所述光源通过光源接入法兰盘固定在所述光源接入法兰与二次反射镜固定板的前侧面，且位于通光孔A处。
4.根据权利要求3所述的实验仪，其特征在于：所述光源接入法兰与二次反射镜固定板上、通光孔A的外周侧设有O圈槽A；所述O圈槽A内设有O圈A，所述O圈A位于光源接入法兰与二次反射镜固定板和光源接入法兰盘之间；所述光源接入法兰与二次反射镜固定板和光源接入法兰盘之间通过螺丝固定相连。
5.根据权利要求3所述的实验仪，其特征在于：所述二次反射镜设于所述光源接入法兰与二次反射镜固定板右端的后侧面上。
6.根据权利要求5所述的实验仪，其特征在于：所述实验仪还包括二次反射镜托盘；所述二次反射镜托盘呈长方形；所述光源接入法兰与二次反射镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴世鑫，崔芬萍，李金花，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32