光学双稳性实验系统的制作方法

本实用新型涉及教学实验领域，尤其是涉及一种光学双稳性实验系统。

背景技术：

自光学双稳态现世以来，各种形式的光学双稳态现象不断发现，使人们对光学双稳态的认识不断加深；各种光学双稳态器件的材料和结构不断发展，使得光学双稳态作为一种以光控光的器件更接近实际应用。基于光学双稳性的光学双稳器件不但具有逻辑运算和存储功能，并可利用光开关、光放大、光限幅和光震荡，因而在神经网络计算机、全光通信、光传感、和光信息处理系统中有极其诱人的应用前景。对现有不同双稳态器件的特性分析，不难发现，吸收型和色散型双稳器件有自洽反馈，实验光路简单，但所需入射光强过大，对激光器要求功率要求高，具有一定安全隐患；电光非线性f-p型双稳器件要求入射激光相干性，要单模激光入射。针对以上光学双稳器件的缺点，我公司搭建了偏振电光调制双稳器件，响应时间虽然受反馈电路限制，但对入射激光器的功率和相干性没有要求，在实际应用中具有更强可行性。现有技术参见cn1138247c光学双稳、非稳、混沌及动力学存储实验装置中记载的结构，该专利主要公开了实验原理，并未公开具体的实验装置机构，不够直观，不便于实验演示。

技术实现要素：

本实用新型的提供了一种光学双稳性实验系统，解决了传统光学传统双稳性实验光路不易调节，实验耗费时间长、演示效果差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种光学双稳性实验系统，包括平台，平台上设有基座，基座呈一字型，基座上设有滑槽，滑槽上滑动连接有多个第一底座，激光器组件、第一偏振器、第二偏振器、第一分光镜组件、电光晶体组件、第三偏振器、第二分光镜组件和第三探测器分别设在多个不同位置的第一底座上；

还包括第二探测器和第一探测器，第二探测器和第一探测器通过第二底座吸在平台上。

优选的方案中，激光器组件包括激光发射器和多个环形安装架，激光发射器设在环形安装架内，多个第四调整螺丝穿过环形安装架抵靠在激光发射器上，环形安装架下端与第一底座连接。

优选的方案中，第一偏振器包括步进电机，步进电机输出轴上设有第二同步轮，步进电机通过电机连接架与同步轮安装座连接，同步轮安装座一端套接有第一同步轮，第二同步轮通过同步带驱动第一同步轮转动，第一同步轮内设有偏振片，同步轮安装座下端与第一底座连接。

优选的方案中，第一分光镜组件包括分光镜，分光镜下端设有磁力插头，磁力插头吸在分光镜安装板上，分光镜安装板下端面设有连接螺柱，连接螺柱通过球杆与调整板连接，多个第五调整螺丝穿过调整板抵靠在分光镜安装板上，调整板下端面与第一底座连接。

优选的方案中，第一底座包括滑动座，滑动座上端连接有第一中空凸台，第一中空凸台中设有滑座连接杆，第二调整螺丝穿过第一中空凸台抵靠在滑座连接杆上，滑动座上设有螺纹孔，螺纹孔中设有用于松开或锁定第一底座的第一调整螺丝。

优选的方案中，电光晶体组件上设有输入端，第三探测器上设有第三输出端，第三输出端通过电压放大器与输入端电连接，电压放大器设在平台上。

优选的方案中，第一探测器上设有第一输出端，第二探测器上设有第二输出端，第一输出端和第二输出端与示波器电连接，示波器设在平台上。

优选的方案中，第二底座包括磁力座，磁力座上端设有第二中空凸台，第二中空凸台中设有磁力座连接杆，第三调整螺丝穿过第二中空凸台抵靠在磁力座连接杆上。

优选的方案中，还设有激光器电源，激光器电源与激光发射器电连接，激光器电源设在平台上。

优选的方案中，包括实验光路：激光器组件发出激光，激光依次穿过第一偏振器和第二偏振器到达第一分光镜组件，激光到达第一分光镜组件时分为第一光线和第二光线；

第一光线被第一分光镜组件反射后到达第一探测器；

第二光线穿过第一分光镜组件后再依次穿过电光晶体组件和第三偏振器到达第二分光镜组件，第二光线到达第二分光镜组件时分为第三光线和第四光线；

第三光线被第二分光镜组件反射后到达第二探测器；

第四光线穿过第二分光镜组件后到达第三探测器。

本实用新型的有益效果为：实验装置精简统一，操作难度低；不同镜组的高度、位置、角度等均可调节，光路校准容易，实验搭建效率高；采用磁吸座吸附在实验平台上，方便制作不同焦距的全息透镜；可快速搭建两种实验光路，实验易复制、效率高、演示效果好；对入射激光器的功率和相干性没有要求，实施难度低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的示意图。

图2是本实用新型的激光组件示意图。

图3是本实用新型的旋转偏光器示意图。

图4是本实用新型的分光镜组件连接示意图。

图5是本实用新型的分光镜组件示意图。

图6是本实用新型的探测器连接示意图。

图7是本实用新型的原理图。

图中：平台1；激光器组件2；激光发射器201；第四调整螺丝202；环形安装架203；第一光线204；第二光线205；第三光线206；第四光线207；第一偏振器3；步进电机301；同步轮安装座302；电机连接架303；第一同步轮304；同步带305；第二同步轮306；偏振片307；第二偏振器4；第一分光镜组件5；磁力插头501；连接螺柱502；分光镜503；分光镜安装板504；调整板505；球杆506；第五调整螺丝507；电光晶体组件6；第三偏振器7；第二分光镜组件8；第二探测器9；第三探测器10；第一探测器11；电压放大器12；示波器13；激光器电源14；基座15；第一底座16；磁力座连接杆17；滑动座18；第一中空凸台19；第一调整螺丝20；第二调整螺丝21；磁力座22；第二中空凸台23；第三调整螺丝24；第二底座25；第一输出端26；第二输出端27；第三输出端28；输入端29；滑座连接杆30。

具体实施方式

实施例1：

如图1-7中，一种光学双稳性实验系统，包括平台1，平台1上设有基座15，基座15呈一字型，基座15上设有滑槽，滑槽上滑动连接有多个第一底座16，激光器组件2、第一偏振器3、第二偏振器4、第一分光镜组件5、电光晶体组件6、第三偏振器7、第二分光镜组件8和第三探测器10分别设在多个不同位置的第一底座16上；

还包括第二探测器9和第一探测器11，第二探测器9和第一探测器11通过第二底座25吸在平台1上。

优选的方案中，激光器组件2包括激光发射器201和多个环形安装架203，激光发射器201设在环形安装架203内，多个第四调整螺丝202穿过环形安装架203抵靠在激光发射器201上，方便调节激光发射器201的角度和位置，环形安装架203下端与第一底座16连接，方便移动和调节高度。

优选的方案中，第一偏振器3包括步进电机301，步进电机301输出轴上设有第二同步轮306，步进电机301通过电机连接架303与同步轮安装座302连接，同步轮安装座302一端套接有第一同步轮304，第二同步轮306通过同步带305驱动第一同步轮304转动，步进电机301速度可调，可满足不同的实验需求，第一同步轮304内设有偏振片307，同步轮安装座302下端与第一底座16连接，方便调节位置和高度。

优选的方案中，第一分光镜组件5包括分光镜503，分光镜503下端设有磁力插头501，磁力插头501吸在分光镜安装板504上，分光镜安装板504下端面设有连接螺柱502，连接螺柱502通过球杆506与调整板505连接，多个第五调整螺丝507穿过调整板505抵靠在分光镜安装板504上，多个第五调整螺丝507配合调整，可改变分光镜俯仰偏摆角度，调整板505下端面与第一底座16连接，方便调节位置和高度。

优选的方案中，第一底座16包括滑动座18，滑动座18上端连接有第一中空凸台19，第一中空凸台19中设有滑座连接杆30，第二调整螺丝21穿过第一中空凸台19抵靠在滑座连接杆30上，方便调节高度，滑动座18上设有螺纹孔，螺纹孔中设有用于松开或锁定第一底座16的第一调整螺丝20，旋动第一调整螺丝20可松开或顶紧基座15。

优选的方案中，电光晶体组件6上设有输入端29，第三探测器10上设有第三输出端28，第三输出端28通过电压放大器12与输入端29电连接，电压放大器12设在平台1上。

优选的方案中，第一探测器11上设有第一输出端26，第二探测器9上设有第二输出端27，第一输出端26和第二输出端27与示波器13电连接，示波器13设在平台1上。

优选的方案中，第二底座25包括磁力座22，磁力座22上端设有第二中空凸台23，第二中空凸台23中设有磁力座连接杆17，第三调整螺丝24穿过第二中空凸台23抵靠在磁力座连接杆17上。

优选的方案中，还设有激光器电源14，激光器电源14与激光发射器201电连接，激光器电源14设在平台1上。

优选的方案中，包括实验光路：激光器组件2发出激光，激光依次穿过第一偏振器3和第二偏振器4到达第一分光镜组件5，激光到达第一分光镜组件5时分为第一光线204和第二光线205；

第一光线204被第一分光镜组件5反射后到达第一探测器11；

第二光线205穿过第一分光镜组件5后再依次穿过电光晶体组件6和第三偏振器7到达第二分光镜组件8，第二光线205到达第二分光镜组件8时分为第三光线和第四光线；

第三光线206被第二分光镜组件8反射后到达第二探测器9；

第四光线207穿过第二分光镜组件8后到达第三探测器10。

实施例2：

将电光晶体组件6置于两块正交的第二偏振器4和第三偏振器7之间构成光强调制器，由第三探测器10接收输出光信号转换成电压信号，部分输出接于示波器13的y输入端，另一部分通过电压放大器12加于电光晶体组件6的电极上，反馈调制光的折射率和相位。输入光来自激光发射器201，激光发射器201为he-ne激光器，通过偏振片可旋转的第一偏振器3使输入光强周期性的变化，输入光强信号由第一探测器11转换成电信号接于示波器13的x输入端，在示波器上可观察到光双稳现象。

其中，第一偏振器3采用步进电机带动旋转，保证转动的匀速，同时实现速度可调，观察不同速度下的双稳态现象。第三探测器10将探测到的信号进行处理判断强弱变化并反馈控制电压放大器12，改变加到电光晶体上的电压，从而实现自动闭环控制，使输出逐渐趋于稳定状态。

本实用新型原理相较于以往吸收型光学双稳、色散型光学双稳、以及电光非线性f-p型双稳，偏振电光调制型光学双稳具有一些独特优势。

（1）吸收型光学双稳、色散型光型双稳以及非线性f-p性双稳都是基于f-p腔的干涉实现光学双稳，这一类实现方式对入射激光相干性要求较高，而偏振电光调制调制型光学双稳基于电光调制实现光学双稳，对入射激光相干性、偏振特性无要求。

（2）吸收型光学双稳、色散型光学双稳，要使非线性晶体的吸收系数或者折射率发生较大的变化，要求入射激光功率很高，阈值很高，具有较高的危险系数；而偏振电光调制型光绪双稳入射功率只需mw量级，危险系数低，成本低。

（3）采用了步进电机驱动偏振片选择，保证旋转的匀速提高系统的稳定性和智能程度。

采用闭环控制电路，采集输出信号强度来自动反馈控制晶体电压，提高输出的稳定性。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。