专利名称：激光笔为光源的联体式反射镜组干涉仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种显示干涉现象的光学仪器，尤其是适用于大、中学教学课堂演示和讲解的干涉仪。
背景技术：
目前，大、中学教学过程中所使用的演示干涉现象的实验是由“230(或250)型氦氖激光器”为光源的组合式或分体式仪器完成的，这种仪器体积较大携带不方便。这种干涉仪由于激光器支架的调节灵敏度低，当调节激光束的仰角时激光束水平方向也随着发生偏转，影响准确地调节激光束的仰角。而且由于干涉元件与光屏的距离较近一方面，光屏上的干涉条纹宽度及其间距非常窄小，不容易分辨清晰；另一方面造成观察的视野范围较小，因而，不得不进行分组实验。为此，有的教师在演示实验时，组织学生分组离开座位观察干涉实验现象，这样不利于教师讲解；也有的教师演示干涉现象时用墙壁作光屏，尽管条纹宽度及其间距稍大了一些，但是由于教室内照度不够低等原因，都不便于学生观察和测量；还有的教师利用已拍摄好的干涉条纹图片进行讲授，这样在一定成度上影响学生观察实验现象的直观性和学习的积极性，不利于激发学生学习科学知识的兴趣。
技术方案为了克服现有的大、中学在课堂教学中演示干涉实验现象存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单，成本较低，且可以方便携带；实验中可以在不同的方位上使更多的学生清晰地观察到实验现象的以激光笔为光源的联体式反射镜组干涉仪。
本实用新型解决其实际问题所采用的设计方案是它包括光具座、激光笔支架、反射镜组架、会聚透镜支架、干涉光学元件支架、支架、激光笔、会聚透镜、光学元件、反射镜、旋转反射镜、光屏；支架上安装一组反射镜，反射镜上方的顶部安装光屏和旋转反射镜，装有一组反射镜、旋转反射镜及光屏的该支架安装在光具座的一端；装有激光笔的激光笔支架和装有另一组反射镜的反射镜组架安装在光具座的另一端，该端还依次安装装有会聚透镜的会聚透镜支架、装有光学元件的干涉光学元件支架；激光笔产生的光束经过会聚透镜穿过干涉光学元件支架上的光学元件后产生相干光束，产生干涉条纹的相干光束在两组反射镜间不断反射，通过旋转反射镜后的干涉条纹反射到光屏上，最终在光屏上呈现干涉图样。
本实用新型的激光笔是通过可调节装置安装在激光笔支架上。
本实用新型的可调节装置是由固定板、方形框架、圆形框架组成，支架上安装固定板，固定板一端通过调节螺丝与方形框架连接，另一端通过旋转轴及弹性连接物连接。
本实用新型的支架和反射镜组架均是联体式(一体)的，且反射镜用弹性连接物固定，并在反射镜的背面设置可调节部件。
本实用新型的有益效果是该干涉仪结构简单，成本较低，以小巧方便的激光笔作为光源，使其更方便携带。该干涉仪可以很方便地带入教室，用于普通课堂教学演示，该仪器由于采用旋转反射镜，因此，能很容易地转动方向，便于学生观察光路结构，方便地将干涉条纹展现给坐在不同方位上的更多的学生，使教室中各个方位的学生都能直接观察到清晰的干涉条纹，有利于教师通过对实验现象的分析来讲解干涉知识，提高教学效果。该仪器的激光笔支架与激光笔通过可调节装置连接，由于它采用的是可调节装置，且固定板一端通过调节螺丝与方形框架连接，另一端通过旋转轴及弹性连接物与方形框架连接，不仅解决了调节激光束仰角和倾角时互相影响的问题，而且降低了对制作工艺精度的要求，降低了仪器制作的成本；反射镜用弹性连接物固定，并在反射镜的背后设置可调节部件，大大提高了该仪器的调节灵敏度。
图1是本实用新型的光路原理图。
图2是本实用新型的整体结构示意图。
图3是本实用新型的激光笔支架及可调节装置结构示意图。
图中1激光笔，2光屏，3光具座，4会聚透镜支架，5干涉光学元件支架，6激光笔支架，7反射镜组架，8支架，9圆形框架，10方形框架，11弹性连接物，12开关调节螺丝，13激光笔水平偏角调节螺丝，14转动轴，15激光笔仰角调节螺丝，16反射镜，17反射镜调节螺丝，18旋转反射镜，19旋转螺管，20支撑板，21固定板。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。
具体实施方式
如图1、图2所示，激光笔(1)的光束经过会聚透镜支架(4)上的会聚透镜穿过干涉光学元件支架上的光学元件(5)后产生相干光束，产生干涉条纹的相干光束在反射镜组架(7)和支架(8)上的两组反射镜之间不断反射，再通过旋转反射镜(18)将干涉条纹反射到光屏(2)上，最终在光屏(2)上呈现干涉图样。
在图2中，该干涉仪的会聚透镜支架(4)、干涉光学元件支架(5)、激光笔支架(6)、反射镜组架(7)、支架(8)的底座都安装在同一光具座(3)上。反射镜组架(7)安装在激光笔支架(6)同侧，将五块同样大小的反射镜(16)安装在反射镜组架(7)上的，该组架是联体的；支架(8)亦是联体的，安装在接收干涉条纹的一侧，将五块同样大小的反射镜(16)用弹性连接物固定在支架(8)上，其最底的一块反射镜与激光笔支架同高，在每块反射镜(16)的背面设置的可调节部件为反射镜调节螺丝(17)，利用对螺丝的调节来改变每块反射镜的角度，以便更好的接收和反射光束，也可以使光束选择任意的反射路径以达到所需的光程，从而产生适合观察的条纹宽度和亮度。支架(8)上的这组反射镜顶部利用支撑板(20)安装光屏(2)和旋转反射镜(18)，旋转反射镜下端可以安装一个框架，框架通过转动轴(19)与支撑板(20)联接，也可以直接与转动轴联接，旋转反射镜(18)可以在90°角内自由旋转，以调节反射的最佳角度。
激光笔支架及可调节装置结构如图3所示，激光笔(1)通过可调节装置安装在激光笔支架(6)上。可调节装置是由固定板(21)、方形框架(10)、圆形框架(9)组成，激光笔支架(6)上安装固定板(21)，固定板(21)一端通过调节螺丝(15)与方形框架(10)连接，另一端通过旋转轴(14)及弹性连接物方形框架(10)连接。
用轻质金属板制做成圆形框架(9)，把一端弯折，将其安装在方形框架(10)内，在圆形框架(9)与方形框架(10)接触的底部和左右两侧处用弹性连接物(11)固定。在弯折臂与方形框架(10)连接的一侧前后分别安装一个激光笔水平偏角调节螺丝(13)，该螺丝穿过方形框架和圆形框架的弯折臂(但不穿过圆形框)，这样就可以利用这两个调节螺丝，对激光笔光束水平偏角进行微调。在激光笔水平偏角调节螺丝(13)的同侧，也安装一个调节螺丝(12)，它穿过方形框架及圆形框架，作为控制激光笔开关的调节螺丝。调节螺丝(15)是激光笔仰角调节螺丝，并在激光笔方形框架底部设置一个小凹槽与激光笔仰角调节螺丝(15)的顶端相吻合。通过这些调节螺丝的调节达到对激光笔光束的仰角与俯角的微调。本实用新型所用的弹性连接物为玻璃胶。
用体积小、输出功率与“230(或250)型氦氖激光器”相近的、以半导体激光激发红宝石发出激光的笔式激光器(本文中称为激光笔)为光源；旋转激光笔开关调节螺丝(12)打开激光笔，激光笔发出的激光束(可以经会聚透镜变为发散光束)，照射到光学干涉元件(双棱镜)上，由双棱镜出射的光束为相干的双光束，照射到光具座另一端支架(8)上的联体式反射镜组第一块(由下向上排序)反射镜上、并被它反射到与激光笔同端的联体式反射镜组的第一块(由下向上排序)反射镜上、又由它反射到光具座另一端联体式反射镜组的第二块反射镜上，依此类推，通过调整每一片反射镜的方位角，即调整反射镜调节螺丝(17)，使光束在不断反射地反射过程中将干涉条纹宽度和间距由小变大，由窄变宽，根据需要调制光束经过的反射镜，使反射光束射到光具座另一端联体式反射镜组上方的旋转反射镜(18)上，再由它反射到光屏(2)上，显现出亮度、宽度和间距都适度的干涉条纹。
权利要求1.一种激光笔为光源的联体式反射镜组干涉仪，其特征是它包括光具座、激光笔支架、反射镜组架、会聚透镜支架、干涉光学元件支架、支架、激光笔、会聚透镜、光学元件、反射镜、旋转反射镜、光屏；支架上安装一组反射镜，反射镜上方的顶部安装光屏和旋转反射镜，装有一组反射镜、旋转反射镜及光屏的该支架安装在光具座的一端；装有激光笔的激光笔支架和装有另一组反射镜的反射镜组架安装在光具座的另一端，该端还依次安装装有会聚透镜的会聚透镜支架、装有光学元件的干涉光学元件支架；激光笔产生的光束经过会聚透镜穿过干涉光学元件支架上的光学元件后产生相干光束，产生干涉条纹的相干光束在两组反射镜间不断反射，通过旋转反射镜后的干涉条纹反射到光屏上，最终在光屏上呈现干涉图样。
2.根据权利要求1所述的激光笔为光源的联体式反射镜组干涉仪，其特征是激光笔通过可调节装置安装在激光笔支架上。
3.根据权利要求2所述的激光笔为光源的联体式反射镜组干涉仪，其特征是可调节装置是由固定板、方形框架、圆形框架组成，激光笔支架上安装固定板，固定板一端通过调节螺丝与方形框架连接，另一端通过旋转轴及弹性连接物与方形框架连接。
4.根据权利要求3所述的激光笔为光源的联体式反射镜组干涉仪，其特征是支架和反射镜组架均是联体式的，且反射镜用弹性连接物固定，并在反射镜的背面设置可调节部件。
专利摘要本实用新型公开了激光笔为光源的联体式反射镜组干涉仪，解决了调节灵敏度低、携带不便等问题。技术方案装有一组反射镜、旋转反射镜及光屏的支架安装在光具座的一端；装有激光笔的激光笔支架和装有另一组反射镜的反射镜组架安装在光具座的另一端，该端还依次安装装有会聚透镜的会聚透镜支架、装有光学元件的干涉光学元件支架；激光笔产生的光束经过会聚透镜穿过光学元件后产生相干光束，在两组反射镜间不断反射，通过旋转反射镜后反射到光屏上。它结构简单，成本低，激光笔作光源，更方便携带，便于普通课堂教学演示，能直接观察到清晰的干涉条纹，有利于教师通过对实验现象的分析来讲解干涉知识，提高教学效果，适合大、中学教学演示的干涉仪。
文档编号G09B23/00GK2629150SQ0325793
公开日2004年7月28日 申请日期2003年6月25日 优先权日2003年6月25日
发明者李雅峰, 张立颖 申请人:天津师范大学