本发明涉及衍射装置技术领域，具体为一种多功能衍射演示仪。
背景技术：
目前已有的衍射实验装置通常情况下，每次只能做单缝衍射实验或双缝衍射实验等不同衍射实验类型中的一个，衍射类型固定，不可根据需要灵活改变，对不同类型衍射实验现象的观察、记录和对比通常不是特别简便，此外，衍射现象通过白屏承接，实验现象会不明显，且不便于多人同时观看，大多数衍射实验采用氦氖激光器在大型光学平台上进行，不便于移动，只能在某些特定位置上进行演示实验，对进行实验的地点有很大的限制，故本发明设计一种多功能衍射演示仪来解决上述问题。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种多功能衍射演示仪，解决了传统的衍射演示仪视场范围小、衍射图样模糊，且衍射类型固定，不可根据需要灵活改变的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多功能衍射演示仪，包括小型光学平台，小型光学平台上通过可调伸缩支架固定设置有半导体激光器，半导体激光器的侧面依次设置有扩束透镜、准直透镜、衍射元件和电荷耦合器件图像传感器ccd，衍射元件通过可调伸缩支架固定设置在螺母座上，螺母座套设在丝杆上，丝杆的一端与固定架转动连接，丝杆的另一端通过联轴器与步进电机的输出轴固定连接，步进电机固定设置在固定架上，固定架固定设置在小型光学平台上，且丝杆的两侧对称固定设置有导向杆，螺母座亦套设在导向杆上，小型光学平台上亦放置有计算机终端和控制器。
优选的，可调伸缩支架上设置有调节螺母。
优选的，扩束透镜、准直透镜和电荷耦合器件图像传感器ccd均通过可调伸缩支架固定设置在小型光学平台上。
优选的，半导体激光器、扩束透镜、准直透镜、衍射元件和电荷耦合器件图像传感器ccd的中心点设置在同一条直线上。
优选的，电荷耦合器件图像传感器ccd与计算机终端电性连接。
优选的，半导体激光器和步进电机的输入端均与控制器的输出端电性连接，控制器的输入端与计算机终端电性连接。
本发明提供了一种多功能衍射演示仪，具备以下有益效果：
（1）本发明光路简洁明了，实现了自动化调节衍射类型进而可以进行不同类型的衍射图样，不同类型的衍射图样更利于对比，方便进行课堂的演示与讲解。
（2）本发明采用小型的半导体激光器，且在小型光学平台上进行实验，整套设备轻巧易于携带、运输，可在不同地方进行演示实验。
（3）本发明利用电荷耦合器件图像传感器ccd采集衍射信息，并利用matlab对衍射图样进行处理，使衍射结果清晰、利于观察，演示效果好。
（4）本发明利用步进电机将衍射元件与计算机终端连接起来，可实现用计算机终端上的labview自动化控制衍射元件的更换。
附图说明
图1为本发明俯视图；
图2为本发明侧视图。
图中：1、小型光学平台；2、可调伸缩支架；3、调节螺母；4、半导体激光器；5、扩束透镜；6、准直透镜；7、衍射元件；8、电荷耦合器件图像传感器ccd；9、螺母座；10、丝杆；11、固定架；12、步进电机；13、导向杆；14、计算机终端；15、控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种多功能衍射演示仪，包括小型光学平台1，小型光学平台1上通过可调伸缩支架2固定设置有半导体激光器4，可调伸缩支架2上设置有调节螺母3，半导体激光器4的侧面依次设置有扩束透镜5、准直透镜6、衍射元件7和电荷耦合器件图像传感器ccd8，半导体激光器4、扩束透镜5、准直透镜6、衍射元件7和电荷耦合器件图像传感器ccd8的中心点设置在同一条直线上，扩束透镜5、准直透镜6和电荷耦合器件图像传感器ccd8均通过可调伸缩支架2固定设置在小型光学平台1上，衍射元件7通过可调伸缩支架2固定设置在螺母座9上，螺母座9套设在丝杆10上，丝杆10的一端与固定架11转动连接，丝杆10的另一端通过联轴器与步进电机12的输出轴固定连接，步进电机12固定设置在固定架11上，固定架11固定设置在小型光学平台1上，且丝杆10的两侧对称固定设置有导向杆13，螺母座9亦套设在导向杆13上，小型光学平台1上亦放置有计算机终端14和控制器15，电荷耦合器件图像传感器ccd8与计算机终端14电性连接，半导体激光器4和步进电机12的输入端均与控制器15的输出端电性连接，控制器15的输入端与计算机终端14电性连接。
使用时，该多功能衍射演示仪，用一种体积很小的半导体激光器4作为光源，然后用扩束透镜5和准直透镜6组成一个准直扩束系统，将光束进行适当的扩束后进行准直，这样使衍射条纹的宽度扩大，加大通光面积，提供宽光束的平行光线，便于观察和测量，扩束后的光束经过衍射元件7衍射，将得到的衍射图样用电荷耦合器件图像传感器ccd8进行采集，并且传输到计算机终端14，用matlab程序对衍射图样进行处理，使得衍射现象更加明显清晰，通过电脑观察衍射图样使得视场范围更大，更利于做演示实验，衍射元件7中制作有不同大小的单缝、双缝、圆孔、光栅等，将衍射元件7放置于螺母座9上，可通过计算机终端14上的labview程序自动化调节步进电机12，步进电机12带动丝杆10转动，丝杆10带动螺母座9沿着导向杆13移动，从而使得光束通过不同的衍射元件7，故可完成不同类型的衍射实验。
综上可得，本发明通过设置扩束透镜5、准直透镜6、丝杆10和步进电机12，解决了传统的衍射演示仪视场范围小、衍射图样模糊，且衍射类型固定，不可根据需要灵活改变的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。