一种非线性光学效应演示装置的制作方法

本发明属于非线性光学技术领域，具体的说是一种非线性光学效应演示装置。

背景技术：

现代光学的一个分支，研究介质在强相干光作用下产生的非线性现象及其应用。研究非线性光学对激光技术、光谱学的发展以及物质结构分析等都有重要意义。常用的二阶非线性光学晶体有磷酸二氢钾(kdp)、磷酸二氢铵(adp)、磷酸二氘钾(kd*p)、铌酸钡钠等。此外还发现了许多三阶非线性光学材料。

现有技术中也出现了一些非线性光学演示的技术方案，如申请号为2013101883074的一项中国专利公开了一种非线性光学效应装置，包括激光器堆叠，全反射棱镜，全反射镜，半透半反镜，非线性光学效应介质，所述激光器堆叠包括平行堆叠设置的多个激光器，所述激光器堆叠中最上端和最下端的激光器后方均设置有相应的全反射镜，所述激光器堆叠中其余的激光器后方均各自设置有一个半透半反镜，所述两个全反射镜和所述的半透半反镜与各自相应的激光器的光轴之间的夹角均为45度，这些全反射镜和半透半反镜用于实现各个激光器的激光束之间的相干性。

该技术方案能够大幅提高参与非线性光学效应的激光束能量，同时使得参与作用的两束激光束具有相对大的相交面积或体积。但是，该非线性光学效应装置无法对激光发出的角度进行调整，从而无法对两束激光束的相交面积或体积进行调整，使用不便。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种非线性光学效应演示装置，能够对两束激光束之间的夹角进行调整，从而对两束激光束的相交面积或体积进行调整，有利于通过多组对比演示得出精确的数据，有效提高演示的质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种非线性光学效应演示装置，包括激光发生模块和介质；所述介质中平行射入第二激光束；所述激光发生模块包括激光发生器、连接盘、支撑座和稳定底座；所述激光发生器安装在连接盘的顶部；所述连接盘安装在支撑座的顶端，连接盘内壁与支撑座的顶端之间连接有转动扭簧，连接盘的内壁上固连挡板；所述支撑座的底端与稳定底座转动连接，支撑座与稳定底座之间设有锁紧螺栓，支撑座顶部的外柱面上设有一组直角槽，每一直角槽内铰接一个转动块，直角槽用于限制转动块单向转动，相邻两个转动块之间的角度可调，支撑座顶部的壁厚上对应三个转动块位置处均固连橡胶软管；所述转动块的一侧与橡胶软管的管壁粘接，转动块用于使连接盘单向旋转；所述转动扭簧用于带动连接盘旋转；所述激光发生器用于发出第一激光束。工作时，先转动支撑座，支撑座的顶端在连接盘的内部转动，转动时橡胶软管与转动块相邻的一侧与挡板的右侧相接触，可在支撑座顶部的外柱面上设置滑座和锁紧销，直角槽和转动块设置在滑座上，滑座能够沿支撑座周向转动，从而能够调节相邻两个转动块之间角度，挡板使得转动块带动橡胶软管弯折，从而对支撑座进行转动，当转动扭簧处于收紧状态时，橡胶软管背离转动块的一侧与挡板的左侧相接触，此时，转动块保持橡胶软管的形状不变，橡胶软管与挡板之间相互卡紧，支撑座停止转动，使用锁紧螺栓将支撑座与稳定底座固连，当需要对激光发生器发出的第一激光束与第二激光束之间的夹角进行调整时，与挡板接触的一个橡胶软管的密封端受到吸力作用而收缩，与挡板分离，支撑座在转动扭簧的作用下反向转动，直至下一个形状保持不变的橡胶软管与挡板之间相互卡紧，此时支撑座位置固定，这样便于对激光发生器发出的第一激光束与第二激光束之间的角度进行调整，有利于增加第一激光束与第二激光束之间角度的调节范围，能够实现多种角度的演示实验，提高演示的效率。

优选的，所述支撑座底部的外壁上还粘接有三个挤压气囊，且三个挤压气囊均通过气管分别与三个橡胶软管连通，支撑座外柱面上对应挤压气囊位置处设有魔术贴模块，支撑座的底端对应魔术贴模块位置处还设有收卷架；所述收卷架的一侧分别与支撑座上的导柱与螺杆嵌入连接，收卷架的内侧转动连接有辊轴；所述魔术贴模块包括魔术贴勾面和魔术贴毛面；所述魔术贴勾面布置在挤压气囊的两侧，魔术贴勾面的底端与魔术贴毛面的底端固连；所述魔术贴毛面与魔术贴勾面粘接，魔术贴毛面的顶端与辊轴固连，魔术贴毛面用于压缩挤压气囊；所述辊轴的两端与收卷架之间均设有收卷扭簧；所述收卷扭簧用于收卷魔术贴毛面。工作时，当需要对激光发生器的角度进行调节时，转动螺杆使得收卷架向下移动，辊轴在收卷扭簧的作用下将魔术贴毛面收卷在外柱面上，从而使得支撑座外壁上的第一个挤压气囊露出，挤压气囊恢复原状时通过气管将橡胶软管内部的空气抽出，从而使得橡胶软管的密封端收缩，使得连接盘带动激光发生器转动一定角度，当收卷架继续下移时，魔术贴毛面继续与魔术贴勾面分离，此时，第二个挤压气囊露出，恢复原状时，将与挡板相连的橡胶软管内部的空气抽出，使得连接盘带动激光发生器再次转动一定角度，当四个挤压气囊全部恢复原状时，连接盘带动激光发生器多次旋转，便于对激光发生器的角度进行多级调整，从而提高了该非线性光学效应演示装置对多种角度演示实验的适用范围。

优选的，所述魔术贴勾面的一侧设有弹性板；所述弹性板的一侧设有多个豆荚形气囊，且多个豆荚形气囊相互连通；所述豆荚形气囊用于将魔术贴勾面和魔术贴毛面分离；所述收卷架的底端与支撑座的底端之间连接有伸缩气囊，且伸缩气囊通过软导管与弹性板顶端的豆荚形气囊连通。工作时，当收卷架下移时，收卷架对伸缩气囊进行压缩，伸缩气囊内部的气体通过软导管导入弹性板顶端的第一个豆荚形气囊内，第一个豆荚形气囊膨胀，从而使得魔术贴勾面与魔术贴毛面顶端连接部分进行分离，当第一个豆荚形气囊膨胀至临界值时，伸缩气囊继续导入空气，此时，第一个豆荚形气囊与第二个豆荚形气囊之间的接口张开，空气通入第二个豆荚形气囊中，第二个豆荚形气囊充气膨胀使得魔术贴勾面与魔术贴毛面与其相邻的一段分离，当收卷架继续下移至最底端时，弹性板上的多个豆荚形气囊均充气膨胀，膨胀后的豆荚形气囊加速魔术贴勾面与魔术贴毛面分离，这样便于将魔术贴勾面与魔术贴毛面分离，从而减小了辊轴收卷魔术贴毛面时的拉力，进而降低了收卷扭簧对辊轴的作用力，延长了收卷扭簧与魔术贴毛面的使用寿命。

优选的，所述魔术贴模块还包括龙骨单元；所述龙骨单元设在魔术贴毛面的内部，龙骨单元由多个龙骨板首尾依次铰接组成，龙骨单元用于避免魔术贴毛面的中部拱起。工作时，当魔术贴毛面与魔术贴勾面粘接时，魔术贴毛面对挤压气囊进行挤压，挤压气囊对魔术贴毛面的反作用力使得魔术贴毛面的中部有向外拱起的趋势，此时，龙骨单元增大了魔术贴毛面的强度，对魔术贴毛面进行支撑，当收卷架对魔术贴毛面进行收卷时，龙骨板之间铰接转动，便于收卷架对魔术贴毛面进行收卷，使用便捷。

优选的，所述橡胶软管密封端的内部滑动连接有滑块；所述滑块与橡胶软管的密封端之间留有间隙。工作时，当挤压气囊恢复原状时，挤压气囊通过气管将橡胶软管内部的空气抽出，此时，滑块首先向靠近支撑座竖直中线方向移动，当滑块移动一段距离时，橡胶软管的密封端收缩，从而使得橡胶软管与挡板分离，当魔术贴勾面与魔术贴毛面粘接时，挤压气囊受到挤压，将内部的空气导入橡胶软管的内部，此时，滑块向远离支撑座竖直中线的方向移动，同时，橡胶软管的密封端恢复原状，重新与挡板卡紧，滑块对橡胶软管与挡板的连接位置处进行支撑，从而延长橡胶软管的使用寿命。

优选的，所述橡胶软管的壁厚上设有球状气囊；所述球状气囊的一侧与橡胶软管的壁厚连接，球状气囊的另一侧位于橡胶软管的内部，球状气囊通过气道与弹性吸盘连通；所述弹性吸盘布置在橡胶软管密封端的外管壁上，弹性吸盘与气道的连接位置处设有单向排气阀，弹性吸盘用于吸附挡板。工作时，当滑块向靠近支撑座竖直中线方向移动时，滑块的底端对橡胶软管内壁上的球状气囊进行挤压，球状气囊内部的空气通过气道排至弹性吸盘的内侧，弹性吸盘内侧的压强增大，弹性吸盘与挡板分离，便于橡胶软管与挡板分离，同时，单向排气阀在弹性吸盘与挡板接触时避免弹性吸盘与挡板之间的空气通过气道导入球状气囊中，利用弹性吸盘使得橡胶软管与挡板之间连接牢固。

本发明的有益效果如下：

1.本发明，通过橡胶软管与挡板相接触，通过转动扭簧带动连接盘旋转，对激光发生器的角度进行调整，有利于通过多组对比演示得出精确的数据，提高演示的质量；通过挤压气囊内腔的体积变化控制橡胶软管的密封端收缩，使多个橡胶软管依次与挡板相接触，从而使得激光发生器单向旋转，且转动角度可调，便于对激光发生器的角度进行多级调整，提高演示质量。

2.本发明，通过伸缩气囊向弹性板上豆荚形气囊的内部导入空气，使得豆荚形气囊依次充气膨胀，便于将魔术贴勾面与魔术贴毛面分离，减小辊轴收卷魔术贴毛面时的拉力，延长收卷扭簧与魔术贴毛面的使用寿命；通过龙骨单元对魔术贴毛面进行支撑，从而增大了魔术贴毛面的强度，便于对挤压气囊进行挤压，且有龙骨板组成的龙骨单元便于收卷。

3.本发明，通过滑块与橡胶软管滑动连接，且滑块对橡胶软管的密封端进行支撑，从而延长橡胶软管的使用寿命；通过弹性吸盘与挡板之间吸附加强橡胶软管与挡板之间的连接强度，且通过滑块移动时对球状气囊进行挤压，从而便于弹性吸盘与挡板之间分离，有效提高激光发生器的转动效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的非线性光学效应演示装置的主视图；

图2是本发明的激光发生模块的结构示意图；

图3是本发明的支撑座底部的截面示意图；

图4是图2中a-a处剖面示意图；

图5是本发明的弹性板的结构示意图；

图6是图4中b处局部放大示意图；

图中：激光发生模块1、第一激光束11、激光发生器12、连接盘13、挡板131、支撑座14、转动块141、橡胶软管142、滑块143、挤压气囊144、稳定底座15、介质2、第二激光束3、魔术贴模块4、魔术贴毛面41、魔术贴勾面42、龙骨单元43、龙骨板431、弹性板44、豆荚形气囊441、收卷架5、螺杆51、伸缩气囊52、导柱53、收卷扭簧54、辊轴55、球状气囊6、弹性吸盘61。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，一种非线性光学效应演示装置，包括激光发生模块1和介质2；所述介质2中平行射入第二激光束3；所述激光发生模块1包括激光发生器12、连接盘13、支撑座14和稳定底座15；所述激光发生器12安装在连接盘13的顶部；所述连接盘13安装在支撑座14的顶端，连接盘13内壁与支撑座14的顶端之间连接有转动扭簧，连接盘13的内壁上固连挡板131；所述支撑座14的底端与稳定底座15转动连接，支撑座14与稳定底座15之间设有锁紧螺栓，支撑座14顶部的外柱面上设有一组直角槽，每一直角槽内铰接一个转动块141，直角槽用于限制转动块141单向转动，相邻两个转动块141之间的角度可调，支撑座14顶部的壁厚上对应三个转动块141位置处均固连橡胶软管142；所述转动块141的一侧与橡胶软管142的管壁粘接，转动块141用于使连接盘13单向旋转；所述转动扭簧用于带动连接盘13旋转；所述激光发生器12用于发出第一激光束11。

工作时，先转动支撑座14，支撑座14的顶端在连接盘13的内部转动，转动时橡胶软管142与转动块141相邻的一侧与挡板131的右侧相接触，可在支撑座14顶部的外柱面上设置滑座和锁紧销，直角槽和转动块141设置在滑座上，滑座能够沿支撑座14周向转动，从而能够调节相邻两个转动块141之间角度，挡板131使得转动块141带动橡胶软管142弯折，从而对支撑座14进行转动，当转动扭簧处于收紧状态时，橡胶软管142背离转动块141的一侧与挡板131的左侧相接触，此时，转动块141保持橡胶软管142的形状不变，橡胶软管142与挡板131之间相互卡紧，支撑座14停止转动，使用锁紧螺栓将支撑座14与稳定底座15固连，当需要对激光发生器12发出的第一激光束11与第二激光束3之间的夹角进行调整时，与挡板131接触的一个橡胶软管142的密封端受到吸力作用而收缩，与挡板131分离，支撑座14在转动扭簧的作用下反向转动，直至下一个形状保持不变的橡胶软管142与挡板131之间相互卡紧，此时支撑座14位置固定，这样便于对激光发生器12发出的第一激光束11与第二激光束3之间的角度进行调整，有利于增加第一激光束11与第二激光束3之间角度的调节范围，能够实现多种角度的演示实验，提高演示的效率。

所述支撑座14底部的外壁上还粘接有三个挤压气囊144，且三个挤压气囊144均通过气管分别与三个橡胶软管142连通，支撑座14外柱面上对应挤压气囊144位置处设有魔术贴模块4，支撑座14的底端对应魔术贴模块4位置处还设有收卷架5；所述收卷架5的一侧分别与支撑座14上的导柱53与螺杆51嵌入连接，收卷架5的内侧转动连接有辊轴55；所述魔术贴模块4包括魔术贴勾面42和魔术贴毛面41；所述魔术贴勾面42布置在挤压气囊144的两侧，魔术贴勾面42的底端与魔术贴毛面41的底端固连；所述魔术贴毛面41与魔术贴勾面42粘接，魔术贴毛面41的顶端与辊轴55固连，魔术贴毛面41用于压缩挤压气囊144；所述辊轴55的两端与收卷架5之间均设有收卷扭簧54；所述收卷扭簧54用于收卷魔术贴毛面41。工作时，当需要对激光发生器12的角度进行调节时，转动螺杆51使得收卷架5向下移动，辊轴55在收卷扭簧54的作用下将魔术贴毛面41收卷在外柱面上，从而使得支撑座14外壁上的第一个挤压气囊144露出，挤压气囊144恢复原状时通过气管将橡胶软管142内部的空气抽出，从而使得橡胶软管142的密封端收缩，使得连接盘13带动激光发生器12转动一定角度，当收卷架5继续下移时，魔术贴毛面41继续与魔术贴勾面42分离，此时，第二个挤压气囊144露出，恢复原状时，将与挡板131相连的橡胶软管142内部的空气抽出，使得连接盘13带动激光发生器12再次转动一定角度，当三个挤压气囊144全部恢复原状时，连接盘13带动激光发生器12多次旋转，便于对激光发生器12的角度进行多级调整，从而提高了该非线性光学效应演示装置对多种角度演示实验的适用范围。

所述魔术贴勾面42的一侧设有弹性板44；所述弹性板44的一侧设有多个豆荚形气囊441，且多个豆荚形气囊441相互连通；所述豆荚形气囊441用于将魔术贴勾面42和魔术贴毛面41分离；所述收卷架5的底端与支撑座14的底端之间连接有伸缩气囊52，且伸缩气囊52通过软导管与弹性板44顶端的豆荚形气囊441连通。工作时，当收卷架5下移时，收卷架5对伸缩气囊52进行压缩，伸缩气囊52内部的气体通过软导管导入弹性板44顶端的第一个豆荚形气囊441内，第一个豆荚形气囊441膨胀，从而使得魔术贴勾面42与魔术贴毛面41顶端连接部分进行分离，当第一个豆荚形气囊441膨胀至临界值时，伸缩气囊52继续导入空气，此时，第一个豆荚形气囊441与第二个豆荚形气囊441之间的接口张开，空气通入第二个豆荚形气囊441中，第二个豆荚形气囊441充气膨胀使得魔术贴勾面42与魔术贴毛面41与其相邻的一段分离，当收卷架5继续下移至最底端时，弹性板44上的多个豆荚形气囊441均充气膨胀，膨胀后的豆荚形气囊441加速魔术贴勾面42与魔术贴毛面41分离，这样便于将魔术贴勾面42与魔术贴毛面41分离，从而减小了辊轴55收卷魔术贴毛面41时的拉力，进而降低了收卷扭簧54对辊轴55的作用力，延长了收卷扭簧54与魔术贴毛面41的使用寿命。

所述魔术贴模块4还包括龙骨单元43；所述龙骨单元43设在魔术贴毛面41的内部，龙骨单元43由多个龙骨板431首尾依次铰接组成，龙骨单元43用于避免魔术贴毛面41的中部拱起。工作时，当魔术贴毛面41与魔术贴勾面42粘接时，魔术贴毛面41对挤压气囊144进行挤压，挤压气囊144对魔术贴毛面41的反作用力使得魔术贴毛面41的中部有向外拱起的趋势，此时，龙骨单元43增大了魔术贴毛面41的强度，对魔术贴毛面41进行支撑，当收卷架5对魔术贴毛面41进行收卷时，龙骨板431之间铰接转动，便于收卷架5对魔术贴毛面41进行收卷，使用便捷。

所述橡胶软管142密封端的内部滑动连接有滑块143；所述滑块143与橡胶软管142的密封端之间留有间隙。工作时，当挤压气囊144恢复原状时，挤压气囊144通过气管将橡胶软管142内部的空气抽出，此时，滑块143首先向靠近支撑座14竖直中线方向移动，当滑块143移动一段距离时，橡胶软管142的密封端收缩，从而使得橡胶软管142与挡板131分离，当魔术贴勾面42与魔术贴毛面41粘接时，挤压气囊144受到挤压，将内部的空气导入橡胶软管142的内部，此时，滑块143向远离支撑座14竖直中线的方向移动，同时，橡胶软管142的密封端恢复原状，重新与挡板131卡紧，滑块143对橡胶软管142与挡板131的连接位置处进行支撑，从而延长橡胶软管142的使用寿命。

所述橡胶软管142的壁厚上设有球状气囊6；所述球状气囊6的一侧与橡胶软管142的壁厚连接，球状气囊6的另一侧位于橡胶软管142的内部，球状气囊6通过气道与弹性吸盘61连通；所述弹性吸盘61布置在橡胶软管142密封端的外管壁上，弹性吸盘61与气道的连接位置处设有单向排气阀，弹性吸盘61用于吸附挡板131。工作时，当滑块143向靠近支撑座14竖直中线方向移动时，滑块143的底端对橡胶软管142内壁上的球状气囊6进行挤压，球状气囊6内部的空气通过气道排至弹性吸盘61的内侧，弹性吸盘61内侧的压强增大，弹性吸盘61与挡板131分离，便于橡胶软管142与挡板131分离，同时，单向排气阀在弹性吸盘61与挡板131接触时避免弹性吸盘61与挡板131之间的空气通过气道导入球状气囊6中，利用弹性吸盘61使得橡胶软管142与挡板131之间连接牢固。

工作时，先转动支撑座14，支撑座14的顶端在连接盘13的内部转动，转动时橡胶软管142与转动块141相邻的一侧与挡板131的右侧相接触，可在支撑座14顶部的外柱面上设置滑座和锁紧销，直角槽和转动块141设置在滑座上，滑座能够沿支撑座14周向转动，从而能够调节相邻两个转动块141之间角度，挡板131使得转动块141带动橡胶软管142弯折，从而对支撑座14进行转动，当转动扭簧处于收紧状态时，橡胶软管142背离转动块141的一侧与挡板131的左侧相接触，此时，转动块141保持橡胶软管142的形状不变，橡胶软管142与挡板131之间相互卡紧，支撑座14停止转动，使用锁紧螺栓将支撑座14与稳定底座15固连，当需要对激光发生器12发出的第一激光束11与第二激光束3之间的夹角进行调整时，与挡板131接触的一个橡胶软管142的密封端受到吸力作用而收缩，与挡板131分离，支撑座14在转动扭簧的作用下反向转动，直至下一个形状保持不变的橡胶软管142与挡板131之间相互卡紧，此时支撑座14位置固定，转动螺杆51使得收卷架5向下移动，辊轴55在收卷扭簧54的作用下将魔术贴毛面41收卷在外柱面上，从而使得支撑座14外壁上的第一个挤压气囊144露出，挤压气囊144恢复原状时通过气管将橡胶软管142内部的空气抽出，从而使得橡胶软管142的密封端收缩，使得连接盘13带动激光发生器12转动一定角度，当收卷架5继续下移时，魔术贴毛面41继续与魔术贴勾面42分离，此时，第二个挤压气囊144露出，恢复原状时，将与挡板131相连的橡胶软管142内部的空气抽出，使得连接盘13带动激光发生器12再次转动一定角度，当四个挤压气囊144全部恢复原状时，连接盘13带动激光发生器12多次旋转，收卷架5下移对伸缩气囊52进行压缩，伸缩气囊52内部的气体通过软导管导入弹性板44顶端的第一个豆荚形气囊441内，第一个豆荚形气囊441膨胀，从而使得魔术贴勾面42与魔术贴毛面41顶端连接部分进行分离，当第一个豆荚形气囊441膨胀至临界值时，伸缩气囊52继续导入空气，此时，第一个豆荚形气囊441与第二个豆荚形气囊441之间的接口张开，空气通入第二个豆荚形气囊441中，第二个豆荚形气囊441充气膨胀使得魔术贴勾面42与魔术贴毛面41与其相邻的一段分离，当收卷架5继续下移至最底端时，弹性板44上的多个豆荚形气囊441均充气膨胀，膨胀后的豆荚形气囊441加速魔术贴勾面42与魔术贴毛面41分离，当魔术贴毛面41与魔术贴勾面42粘接时，魔术贴毛面41对挤压气囊144进行挤压，挤压气囊144对魔术贴毛面41的反作用力使得魔术贴毛面41的中部有向外拱起的趋势，此时，龙骨单元43增大了魔术贴毛面41的强度，对魔术贴毛面41进行支撑，当收卷架5对魔术贴毛面41进行收卷时，龙骨板431之间铰接转动，便于收卷架5对魔术贴毛面41进行收卷，当挤压气囊144恢复原状时，挤压气囊144通过气管将橡胶软管142内部的空气抽出，此时，滑块143首先向靠近支撑座14竖直中线方向移动，当滑块143移动一段距离时，橡胶软管142的密封端收缩，从而使得橡胶软管142与挡板131分离，当魔术贴勾面42与魔术贴毛面41粘接时，挤压气囊144受到挤压，将内部的空气导入橡胶软管142的内部，此时，滑块143向远离支撑座14竖直中线的方向移动，同时，橡胶软管142的密封端恢复原状，重新与挡板131卡紧，当滑块143向靠近支撑座14竖直中线方向移动时，滑块143的底端对橡胶软管142内壁上的球状气囊6进行挤压，球状气囊6内部的空气通过气道排至弹性吸盘61的内侧，弹性吸盘61内侧的压强增大，弹性吸盘61与挡板131分离，便于橡胶软管142与挡板131分离。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。