基于激光回馈原理的重力加速度测量仪制造技术

本发明专利技术提供基于激光回馈原理的重力加速度测量仪，包括底板、计数器和计时器，所述底板顶部的两侧均设置有导轨，两个所述导轨之间设置有凹面镜，所述凹面镜的顶部设置有激光发射器，所述激光发射器的顶部设置有传感器；本发明专利技术通过搭建重力加速度测量仪器，只需要一个激光回馈光路，调整方便，由第一光电门和第二光电门触发自由落体的起始和结束测量位置，输入计算机自动计算测量值，可直观展示重力加速度的测量过程，此装置安全、安静，适于在教室内展示，或由学生动手操作实验装置，适宜在课堂演示，并讲解激光物理的相关知识，同时成本较低，适合给学生作为实验器材来进行物理实验。适合给学生作为实验器材来进行物理实验。适合给学生作为实验器材来进行物理实验。

【技术实现步骤摘要】
基于激光回馈原理的重力加速度测量仪


[0001]本专利技术属于重力仪领域，具体地说是基于激光回馈原理的重力加速度测量仪。

技术介绍

[0002]重力仪，及重力加速度仪，是确定重力加速度的测量仪器，分为绝对重力仪和相对重力仪，前者测定地球表面上一点的绝对重力值，其精度可达到十几微伽；后者用于测定地球表面上两点间重力值的差值，其精度也能达到10～20μGal，重力仪广泛用于地球重力场的测量，固体潮观测，地壳形变观测，以及重力勘探等项工作中，在部分高效的教学中，也需要用到重力仪，但是由于重力仪造价过于昂贵，在学生进行实验操作时，可能因失误而致其损坏，进而造成额外的损失，不适合给学生作为实验器材来进行物理实验。
[0003]综上，因此本专利技术提供了基于激光回馈原理的重力加速度测量仪，以解决上述问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供基于激光回馈原理的重力加速度测量仪，以解决现有技术中由于重力仪造价过于昂贵，在学生进行实验操作时，可能因失误而致其损坏，进而造成额外的损失，不适合给学生作为实验器材来进行物理实验的问题。
[0005]基于激光回馈原理的重力加速度测量仪，包括底板、计数器和计时器，所述底板顶部的两侧均设置有导轨，两个所述导轨之间设置有凹面镜，所述凹面镜的顶部设置有激光发射器，所述激光发射器的顶部设置有传感器，左侧所述导轨表面的上端设置有第一光电门，左侧所述导轨表面的下端设置有第二光电门，两个所述导轨之间且位于凹面镜的底部设置有反射镜。
[0006]优选的，所述底板顶部的左侧固定连接有支撑杆，所述激光发射器的左侧设置有支撑板，所述支撑杆的表面套设有支撑环，所述支撑环的数量为三个，所述支撑环的右侧固定连接有连接杆，上端所述连接杆的右侧与传感器固定连接，下端两个所述连接杆的右端与支撑板固定连接。
[0007]优选的，所述支撑板右侧的前端和后端均固定连接有螺纹柱，所述螺纹柱的表面且位于激光发射器的右侧活动连接有限位板，所述螺纹柱的表面且位于限位板的右侧螺纹连接有螺帽，所述螺帽的左侧与限位板紧贴，所述螺帽的左侧与激光发射器紧贴，所述反射镜的底部设置有海绵底基。
[0008]优选的，所述凹面镜曲率半径为1000mm，反射率为99％，所述激光发射器的波长632.8nm，工作物质为He
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Ne气体，气压比为5：1－7：1，采用放电激励泵浦系统，激光器谐振腔为平凹腔，平面镜为输出镜，透过率约1％－2％，凹面镜为全反射镜，光束张角Θ＜1mrad，功率值偏差＜2％。
[0009]优选的，所述计数器频率测量范围1Hz～100MHz，可满足自由落体末端的高频计数，计数容量108
ꢀ‑
1，计数误差小于0.01％。
[0010]优选的，所述计时器的型号为HA8
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J0201
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CC，内部采用单片机控制，计时精度0.1毫秒。
[0011]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0012]1、本专利技术通过设置导轨、凹面镜、激光发射器、传感器、第一光电门、第二光电门、反射镜、计数器和计时器，激光发射器发用于出激光，凹面镜用于反射激光，使激光经反射后射回激光发射器，在激光发射器后部与光源叠加形成干涉条纹，并被探测器捕捉，同时，凹面镜向下自由落体，经过第一光电门时，第一光电门发出脉冲信号，经M2分流后沿两路行进，一处向上进入开关M1，使得传感器与计数器信号连通，计数器开始计时，另一处向下进入计时器，使得计时器开始计时，当凹面镜经过第二光电门时，同理使得计数器停止计数，计时器停止计时，综合计数器和计时器数据，可以求得重力加速度，通过提出了基于激光回馈原理测量重力加速度的方法，被测目标做自由落体运动，并反射激光回到谐振腔，产生半波长回馈条纹，计数后测量下落的位移，由计时器测量下落过程所用的时间，从而实现对重力加速度的精密测量。
[0013]2、本专利技术通过搭建重力加速度测量仪器，只需要一个激光回馈光路，调整方便，由第一光电门和第二光电门触发自由落体的起始和结束测量位置，输入计算机自动计算测量值，可直观展示重力加速度的测量过程，此装置安全、安静，适于在教室内展示，或由学生动手操作实验装置，有利于培养大学生动手能力，让大学生初步了解光学知识，对于光回馈与干涉有一定了解，适宜在课堂演示，并讲解激光物理的相关知识，同时成本较低，适合给学生作为实验器材来进行物理实验。
附图说明
[0014]图1是本专利技术结构示意图；
[0015]图2是本专利技术平面结构示意图；
[0016]图3是本专利技术支撑板、支撑环和螺纹柱的连接结构示意图；
[0017]图4是本专利技术系统工作流程示意图。
[0018]图中：
[0019]1、底板；2、导轨；3、凹面镜；4、激光发射器；5、传感器；6、第一光电门；7、第二光电门；8、反射镜；9、计数器；10、计时器；11、支撑杆；12、支撑板；13、支撑环；14、连接杆；15、螺纹柱；16、限位板；17、螺帽；18、海绵底基。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0021]如图1
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4所示，本专利技术提供基于激光回馈原理的重力加速度测量仪，包括底板1、计数器9和计时器10，底板1顶部的两侧均设置有导轨2，两个导轨2之间设置有凹面镜3，凹面镜3的顶部设置有激光发射器4，激光发射器4的顶部设置有传感器5，左侧导轨2表面的上端设置有第一光电门6，左侧导轨2表面的下端设置有第二光电门7，两个导轨2之间且位于凹面镜3的底部设置有反射镜8。
[0022]作为本专利技术的一种实施方式，底板1顶部的左侧固定连接有支撑杆11，激光发射器
4的左侧设置有支撑板12，支撑杆11的表面套设有支撑环13，支撑环13的数量为三个，支撑环13的右侧固定连接有连接杆14，上端连接杆14的右侧与传感器5固定连接，下端两个连接杆14的右端与支撑板12固定连接，通过设置13和连接杆14，起到了支撑传感器5和支撑板12的作用。
[0023]作为本专利技术的一种实施方式，支撑板12右侧的前端和后端均固定连接有螺纹柱15，螺纹柱15的表面且位于激光发射器4的右侧活动连接有限位板16，螺纹柱15的表面且位于限位板16的右侧螺纹连接有螺帽17，螺帽17的左侧与限位板16紧贴，螺帽17的左侧与激光发射器4紧贴，反射镜8的底部设置有海绵底基18，通过设置螺纹柱15、限位板16和螺帽17，用于对激光发射器4进行固定，提高激光发射器4在使用时的稳定性。
[0024]作为本专利技术的一种实施方式，凹面镜3曲率半径为1000mm，反射率为99％，激光发射器4的波长632.8nm，工作物质为He
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Ne气体，气压比为5：1－7：1，采用放电激励泵浦系统，激光器谐振腔为平凹腔，平面镜为输出镜，透过率约1％－2％，凹面镜3为全反射镜，光束张本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于激光回馈原理的重力加速度测量仪，包括底板(1)、计数器(9)和计时器(10)，其特征在于：所述底板(1)顶部的两侧均设置有导轨(2)，两个所述导轨(2)之间设置有凹面镜(3)，所述凹面镜(3)的顶部设置有激光发射器(4)，所述激光发射器(4)的顶部设置有传感器(5)，左侧所述导轨(2)表面的上端设置有第一光电门(6)，左侧所述导轨(2)表面的下端设置有第二光电门(7)，两个所述导轨(2)之间且位于凹面镜(3)的底部设置有反射镜(8)。2.如权利要求1所述基于激光回馈原理的重力加速度测量仪，其特征在于：所述底板(1)顶部的左侧固定连接有支撑杆(11)，所述激光发射器(4)的左侧设置有支撑板(12)，所述支撑杆(11)的表面套设有支撑环(13)，所述支撑环(13)的数量为三个，所述支撑环(13)的右侧固定连接有连接杆(14)，上端所述连接杆(14)的右侧与传感器(5)固定连接，下端两个所述连接杆(14)的右端与支撑板(12)固定连接。3.如权利要求2所述基于激光回馈原理的重力加速度测量仪，其特征在于：所述支撑板(12)右侧的前端和后端均固定连接有螺纹柱(15)，所述螺纹柱(15)的表面且位于激光发射器(4)的右侧活动连接有限位板(16...

【专利技术属性】
技术研发人员：马钟骅，朱宏亮，
申请(专利权)人：南京铂航电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：