便携式衍射演示仪的制作方法
【专利摘要】便携式衍射演示仪，包括：中空的筒体；设置于所述筒体内的半导体激光器；设置于所述筒体内的耦合透镜，所述耦合透镜位于所述半导体激光器之后，对所述半导体激光器发出的激光进行整形；设置于所述筒体内的可调光阑，所述可调光阑位于所述耦合透镜之后；设置于所述筒体内的光栅屏，所述光栅屏位于所述可调光阑之后，所述光栅屏上设置有透光孔。本实用新型衍射演示仪的结构简单，体积小巧，方便携带，便于老师向学生进行课堂演示。
【专利说明】
便携式衍射演示仪
技术领域
[0001]本实用新型属于教学实验仪器技术领域，尤其涉及一种用于演示光的衍射现象的演示仪器。
【背景技术】
[0002]光学是大学的普通物理课程中的一个主要教学内容，光的衍射特性是光学课程中的一个重要知识点。由于光的衍射特性存在着一定的抽象性，使得多数学生初期接触这一问题时，在理解和掌握上有一定的困难。通过现场直观的课堂实验演示，可以促进学生理解掌握光的衍射特性，从而提升大学物理课程的教学效果。如专利号为201320305513.4的中国实用新型专利公开的一种光的衍射教学演示仪，以及专利号为201120112722.8的中国实用新型专利公开的一种光栅衍射演示教学仪器，前述两种演示仪器均包括工作台或架体、导轨及滑块等元件，仪器的结构及体积都较大，不便于携带。
【实用新型内容】
[0003]针对以上不足，本实用新型的目的是提供一种体积小巧、结构简单的便携式衍射演示仪。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案:
[0005]便携式衍射演示仪，包括:中空的筒体;设置于所述筒体内的半导体激光器;设置于所述筒体内的耦合透镜，所述耦合透镜位于所述半导体激光器之后，对所述半导体激光器发出的激光进行整形；设置于所述筒体内的可调光阑，所述可调光阑位于所述耦合透镜之后;设置于所述筒体内的光栅屏，所述光栅屏位于所述可调光阑之后，所述光栅屏上设置有透光孔。
[0006]在上述技术方案的基础上，所述筒体为圆筒形，圆筒外径为10mm、长度为10cm。
[0007]在上述技术方案的基础上，所述可调光阑上供激光通过的圆孔的直径调节范围是2mm?0.2mmο
[0008]在上述技术方案的基础上，所述光栅屏可沿竖直方向上下移动，所述光栅屏的下部为透光区，透光区之上均为镀膜区域，在镀膜区域上设置有多个透光孔。
[0009]在上述技术方案的基础上，所述光栅屏的镀膜区域上设置有3个透光孔，每个透光孔的形状互不相同。
[0010]在上述技术方案的基础上，从上往下透光孔的形状依次为三角形、矩形和十字形。[0011 ] 在上述技术方案的基础上，所述透光孔的尺寸为0.2mm，相邻透光孔之间的间距为
1.5mm ο
[0012]在上述技术方案的基础上，所述筒体内壁上设置有沿竖直方向设置的一对卡槽，所述光栅屏的两侧嵌设于所述卡槽内，并可在所述卡槽滑动，从而调整光栅屏在竖直方向上的位置。
[0013]由以上技术方案可知，本实用新型的衍射演示仪采用微型半导体激光器，将半导体激光器设置于中空的筒体内，并采用可调光阑，通过可调光阑进行衍射现象从无到有的演示，而且实现元器件的小型化，所有元件集合于中空筒体内，体积小，重量轻，便于携带，方便课堂演示。进一步的，在筒体内设置可上下移动的光栅屏，在光栅屏上设置多个不同形状的透光孔，可以演示不同形状孔的衍射现象。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本实用新型实施例的结构示意图；
[0016]图2为本实用新型光栅屏的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0018]如图1所示，本实用新型的衍射演示仪包括中空的筒体I，在筒体I内依次设置有半导体激光器2、耦合透镜3、可调光阑4及光栅屏5，半导体激光器2发出的激光依次经过耦合透镜3、可调光阑4及光栅屏5后透射到屏幕或墙壁上。
[0019]本实施例的筒体I为圆筒形，圆筒的外径为10mm，圆筒的长度为10cm。筒体的形状除了可以是圆筒形外，也可以为棱柱等其他形状。半导体激光器2设置于筒体I内、位于筒体I的一端。耦合透镜3设置于半导体激光器2之后，用于对半导体激光器2发出的激光进行整形。耦合透镜3之后设置可调光阑4，本实施例的可调光阑4上供激光通过的圆孔的直径可在2mm?0.2mm的范围内调节，从而演示从没有衍射现象到小孔衍射的过程。可调光阑4之后设置光栅屏5，光栅屏5下部为透光区(未图示)，透光区之上均为镀膜区域，在镀膜区域上加工有至少一个透光孔5a，半导体激光器2发出的激光从可调光阑4出射后可直接通过透光孔5a ο
[0020]优选的，本实施例的光栅屏5可沿竖直方向上下移动，更进一步的，筒体I内壁上设置有沿竖直方向设置的一对卡槽la，光栅屏5的两侧嵌设于卡槽Ia内，并可在卡槽Ia滑动，从而调整光栅屏5在竖直方向上的位置。在光栅屏5的镀膜区域沿竖直方向间隔设置有多个透光孔5a，本实施例中透光孔5a的形状各不相同，从上往下透光孔5a的形状依次为三角形、矩形和十字形。
[0021 ] 演示时，将光栅屏5移至最上端，半导体激光器2发出的激光可从光栅屏5下部的透光区通过，随着可调光阑的圆孔缩小衍射现象出现。当要演示矩形孔、三角孔、十字孔衍射现象时，将可调光阑4的圆孔调至最大，让激光直接通过，同时向下移动光栅屏5，使半导体激光器2发出的激光依次通过三角形孔、矩形孔和十字形孔，从而显示出对应孔的衍射图案。
[0022]本实施例中透光孔5a的尺寸为0.2mm量级，相邻透光孔5a之间的间距为1.5mm。
[0023]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.便携式衍射演示仪，其特征在于，包括: 中空的筒体； 设置于所述筒体内的半导体激光器； 设置于所述筒体内的耦合透镜，所述耦合透镜位于所述半导体激光器之后，对所述半导体激光器发出的激光进行整形； 设置于所述筒体内的可调光阑，所述可调光阑位于所述耦合透镜之后； 设置于所述筒体内的光栅屏，所述光栅屏位于所述可调光阑之后，所述光栅屏上设置有透光孔。2.如权利要求1所述的便携式衍射演示仪，其特征在于:所述筒体为圆筒形，圆筒外径为I Omm、长度为I Ocm。3.如权利要求1所述的便携式衍射演示仪，其特征在于:所述可调光阑上供激光通过的圆孔的直径调节范围是2mm?0.2_。4.如权利要求1所述的便携式衍射演示仪，其特征在于:所述光栅屏可沿竖直方向上下移动，所述光栅屏的下部为透光区，透光区之上均为镀膜区域，在镀膜区域上设置有多个透光孔。5.如权利要求4所述的便携式衍射演示仪，其特征在于:所述光栅屏的镀膜区域上设置有3个透光孔，每个透光孔的形状互不相同。6.如权利要求5所述的便携式衍射演示仪，其特征在于:从上往下透光孔的形状依次为三角形、矩形和十字形。7.如权利要求4所述的便携式衍射演示仪，其特征在于:所述透光孔的尺寸为0.2mm，相邻透光孔之间的间距为1.5mm。8.如权利要求4或5或6或7所述的便携式衍射演示仪，其特征在于:所述筒体内壁上设置有沿竖直方向设置的一对卡槽，所述光栅屏的两侧嵌设于所述卡槽内，并可在所述卡槽滑动，从而调整光栅屏在竖直方向上的位置。
【文档编号】G09B23/22GK205541589SQ201620071554
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月25日
【发明人】马红玉, 赵文娟, 徐强, 韩平, 韩一平, 李平舟
【申请人】西安电子科技大学