一种新型多功能光通信演示仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型多功能光通信演示仪，包括底座，所述底座上设置有玻璃缸，所述玻璃缸的一端面上设置有镜子，所述底座一端设置有光源，所述光源的下端设置有光源支架，所述光源一端设置有声信号输出设备，且声信号输出设备与光源之间设置有调制电路，声信号输出设备与光源通过调制电路连接；所述底座相对于光源另一端设置有音响设备，所述音响设备一端设置有硅光电池板，所述硅光电池板与音响设备之间设置有放大电路，所述硅光电池板与音响设备通过放大电路连接，且放大电路上设置有彩灯。上述技术方案，结构设计合理、结构简单、能够完成光电信号的转化、光路可见、实验效果明显、功能多且实用性好。

A new multifunctional optical communication demonstrator

【技术实现步骤摘要】
一种新型多功能光通信演示仪
本技术涉及光通信演示仪
，具体涉及一种新型多功能光通信演示仪。
技术介绍
通信，即信息的传输。而通信系统是用以完成信息传输过程的技术系统的总称。信号由信源(发端设备)转换并发出，通过信道(传输媒介)传输，再由信宿(收端设备)接收进行信号的转换。而光通信则是以光波为载波的通信方式。光通信作为现代通信
的"佼佼者",影响着人们生活的方方面面。近年来，无线激光技术迅速发展，不断完善，在军事和航天上得到了广泛的运用，而随着科学技术的发展，也逐步应用于地面通信。在当今中学物理课堂中，物理教学不仅仅停留于课本知识，而是更加注重前沿新型科技文化知识，而对光通信知识的学习对中学生科学核心素养的发展具有极为重要的促进作用。但是，现有中学物理教科书中有关光通信的知识很少，仅有的相关知识基本为描述性和介绍性的，缺乏让学生深入了解光通信的可操作性的实验，有关光通信相关演示实验也存在一定的缺陷，这对学生科学核心素养以及科学创新能力的培养是不利的。例如：在中国人民教育出版社出版的《义务教育教科书·物理九年级(全一册)》中有专题介绍光通信，但是只是设计演示了光在水流中的传导，用以类比演示光在光纤中的传导，但是，此实验的缺陷在于只能演示光在弯曲水流柱中传导而不能呈现光携带信息的过程，也就是无法演示光通信“光信号可以携带信息”这一本质特征，学生无法真切地感受到信号传递的实质过程，这一专题的设计也就失去了它原本存在的意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种结构设计合理、结构简单、能够完成光电信号的转化、光路可见、实验效果明显、功能多且实用性好的新型多功能光通信演示仪。为实现上述目的，本技术提供了如下技术方案：一种新型多功能光通信演示仪，包括底座，所述底座上设置有玻璃缸，所述玻璃缸的一端面上设置有镜子，所述底座一端设置有光源，所述光源的下端设置有光源支架，所述光源一端设置有声信号输出设备，且声信号输出设备与光源之间设置有调制电路，声信号输出设备与光源通过调制电路连接；所述底座相对于光源另一端设置有音响设备，所述音响设备一端设置有硅光电池板，所述硅光电池板与音响设备之间设置有放大电路，所述硅光电池板与音响设备通过放大电路连接，且放大电路上设置有彩灯。本技术进一步设置为：所述调制电路包括激光电路、电感和隔直电容，所述电感与激光电路串联，当音频信号通过隔直电容加于电感两端，激光的亮度会随输入信号变化，从而实现用音频对光的调制。本技术还进一步设置为：多功能光通信演示仪还包括光导纤维，光导纤维是由内外两层折射率不同的玻璃组成，内层光内芯直径为1μm至99μm，外层直径为0.1至0.2mm。本技术还进一步设置为：所述玻璃缸内设置有介质，所述介质为空气或水。本技术还进一步设置为：所述音响设备包括音响，所述音响为矩形结构或圆形结构。本技术还进一步设置为：所述光源为LED灯或激光器。本技术还进一步设置为：当普通光的通信演示时，在调制电路上接入声信号，通过调制电路及光源将声信号转化为光信号进行输出，光信号经大气传播至硅光电池板，在硅光电池板上进行光电转换，经音响设备解调之后音响设备播放音频；输出的光信号随着声音强弱变化发生振动。本技术还进一步设置为：当激光的远距离光通信演示时，在调制电路上接入声信号，声信号通过调制电路及激光发射器转化为光信号，光信号经大气传播至硅光电池板，在硅光电池板上进行光电转换，经音响设备解调之后音响设备播放音频。本技术的优点是：与现有技术相比，本技术结构设置更加合理，以可见光和激光作为光源，以光导纤维、大气和水等作为传输介质，可以将声音信息调制到光源载体上，实现信息的远距离传输。将普通光通信、激光远距离通信、光纤全反射激光通信、水槽光路多次反射的光通信等多种光通信系统融于一体，并在电路中增加放大电路，使声信号传输的同时实现LED灯的闪烁，相比与现有科学教具，本技术多功能光通信演示仪将科技性、趣味性、教学性融于一体，结构设计合理、结构简单、能够完成光电信号的转化、光路可见、实验效果明显、功能多且实用性好。下面结合说明书附图和具体实施例对本技术作进一步说明。附图说明图1为本技术实施例的结构示意图；图2为本技术实施例光电转换过程示意图；图3为本技术实施例调制电路的原理示意图；其中，L是0.1～1.0mH之间的电感，C是200μF大小左右的电容，E是电源，K是开关；图4为本技术实施例硅光电池板光电转换的原理示意图；其中，SPD是光电二极管，Rf是1.0K的偏置电阻；IC1是一个电流-电压变换电路；V0是输出电压；图5为本技术实施例的放大电路示意图；图6为本技术实施例的通信演示实验示意图；图7为本技术实施例激光通信系统的原理示意图；图8为本技术实施例激光的远距离光通信演示实验示意图；其中：1是声信号输出设备，2是调制电路，6是硅光电池板，7是放大电路，8是音响设备，9是彩灯，11是红色激光发射器；图9为本技术实施例激光在光纤中的光通信演示实验示意图；其中：1是声信号输出设备，2是调制电路，6是硅光电池板，7是放大电路，8是音响设备，9是彩灯，11是红色激光发射器，12是光纤；图10为本技术实施例激光在水中和镜面中多次反射的光通信演示实验示意图；其中：1是声信号输出设备，2是调制电路，5是玻璃缸，6是硅光电池板，7是放大电路，8是音响设备，9是彩灯，11是红色激光发射器。具体实施方式在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本技术的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。参见图1至图10，本技术公开的一种新型多功能光通信演示仪，包括底座4，所述底座4上设置有玻璃缸5，所述玻璃缸5的一端面上设置有镜子，所述底座4一端设置有光源10，所述光源10的下端设置有光源支架3，所述光源10一端设置有声信号输出设备1，且声信号输出设备1与光源10之间设置有调制电路2，声信号输出设备1与光源10通过调制电路2连接；所述底座4相对于光源10另一端设置有音响设备8，所述音响设备8一端设置有硅光电池板6，所述硅光电池板6与音响设备8之间设置有放大电路7，所述硅光电池板6与音响设备8通过放大电路7连接，且放大电路7上设置有彩灯9。作为优选的，所述光源支架3内含轨道；所述玻璃缸5是四个侧面由平面镜组成的开口水缸；所述硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型多功能光通信演示仪，包括底座(4)，其特征在于：所述底座(4)上设置有玻璃缸(5)，所述玻璃缸(5)的一端面上设置有镜子，所述底座(4)一端设置有光源(10)，所述光源(10)的下端设置有光源支架(3)，所述光源(10)一端设置有声信号输出设备(1)，且声信号输出设备(1)与光源(10)之间设置有调制电路(2)，声信号输出设备(1)与光源(10)通过调制电路(2)连接；所述底座(4)相对于光源(10)另一端设置有音响设备(8)，所述音响设备(8)一端设置有硅光电池板(6)，所述硅光电池板(6)与音响设备(8)之间设置有放大电路(7)，所述硅光电池板(6)与音响设备(8)通过放大电路(7)连接，且放大电路(7)上设置有彩灯(9)。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型多功能光通信演示仪，包括底座(4)，其特征在于：所述底座(4)上设置有玻璃缸(5)，所述玻璃缸(5)的一端面上设置有镜子，所述底座(4)一端设置有光源(10)，所述光源(10)的下端设置有光源支架(3)，所述光源(10)一端设置有声信号输出设备(1)，且声信号输出设备(1)与光源(10)之间设置有调制电路(2)，声信号输出设备(1)与光源(10)通过调制电路(2)连接；所述底座(4)相对于光源(10)另一端设置有音响设备(8)，所述音响设备(8)一端设置有硅光电池板(6)，所述硅光电池板(6)与音响设备(8)之间设置有放大电路(7)，所述硅光电池板(6)与音响设备(8)通过放大电路(7)连接，且放大电路(7)上设置有彩灯(9)。


2.根据权利要求1所述的一种新型多功能光通信演示仪，其特征在于：所述调制电路(2)包括激光电路、电感和隔直电容，所述电感与激光电路串联，当音频信号通过隔直电容加于电感两端，激光的亮度会随输入信号变化，从而实现用音频对光的调制。


3.根据权利要求1所述的一种新型多功能光通信演示仪，其特征在于：多功能光通信演示仪还包括光导纤维，光导纤维是由内外两层折射率不同的玻璃组成，内层光内芯直径为1μm至99...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐紫颜，罗海军，朱栋梁，沈东妮，沈雨婷，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33