基于液体中导激光传导的演示平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于激光技术领域，尤其是一种基于液体中导激光传导的演示平台。
【背景技术】
[0002]在激光教学以及激光研究中，经常需要研究激光在水柱中的传播性能，分析激光在液柱中的传播方法。单纯从理论上对学生们进行讲解是非常枯燥的，而且不易于理解，如何直观、形象地将其传播性能现象直观地展示出来，是目前迫切需要解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、形象直接且便于理解的基于液体中导激光传导的演示平台。
[0004]本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0005]一种基于液体中导激光传导的演示平台，包括液体循环补给装置和激光照射装置，液体循环补给装置包括储水罐、水瓶、水槽和水泵，储水罐通过虹吸管与水瓶相连通，该水瓶的下部侧壁上制有通孔，水瓶内的水通过该通孔形成一个弧形水柱流入到水槽内，储水罐通过水泵管与水泵相连接，该水泵安装在水槽内并将水槽内的水输出至储水罐内，所述的激光照射装置包括激光角度调整器和安装在该激光角度调整器上的激光器，该激光器射出的激光束照射在水瓶与水槽之间的弧形水柱上。
[0006]而且，所述的激光角度调整器为机械式角度调整器。
[0007]本发明的优点和积极效果是:
[0008]本发明设计合理，能够实现演示稳定液压下激光在水柱中传播的现象，并可模拟光纤传导，从而分析激光在液柱中传播时如何使折射光最少，损耗最低。将此演示平台作为教学使用，能够直观清晰地反应激光在液柱中的传播方法；同时，其液体循环补给装置也可以满足许多循环液体装置水压稳定、流速不变的要求。
【附图说明】
[0009]图1是本发明的结构示意图；
[0010]图2是水瓶与水槽的关系示意图；；
[0011]图3是储水槽和水瓶的关系不意图；
[0012]图4是水泵与水槽的关系示意图；
[0013]图5是激光器与光柱角度的关系示意图；
[0014]图6是机械式角度调整器的原理示意图；
[0015]图7是激光器的旋转角度示意图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
[0017]一种基于液体中导激光传导的演示平台，包括液体循环补给装置和激光照射装置，如图1所示，液体循环补给装置包括储水罐1、水瓶3、水槽7和水泵7，储水罐通过虹吸管2与水瓶相连通，该水瓶的下部侧壁上制有通孔，水瓶内的水通过该通孔形成一个弧形水柱流入到水槽内，储水罐通过水泵管4与水泵相连接，该水泵安装在水槽内并将水槽内的水输出至储水罐内。所述的激光照射装置包括机械式角度调整器和安装在该调整器上的激光器，该激光器射出的激光束照射在水瓶与水槽之间的弧形水柱上。
[0018]液体循环补给装置运用了压强及虹吸原理实现。如图2所示，液体循环补给装置应该保证在进行激光照射液柱现象时，液柱的曲率不发生变化，从而易于观察。故水流的出水口(点a)所受压强p2=p0+pl-p (p0为瓶内大气压，pi为瓶内水压，P为瓶外大气压)需为一个的不变的数值，从而达到液柱曲率不变的目的。因为瓶外大气压P为定值，同时要求Pl为定值，PO也需为定值，从而想到密封瓶口达到使PO不变的目的。此时，瓶内大气压p0与瓶外大气压P相等，从而抵消得到p2=pl,p2=pl=gh。因为水的密度与重力加速度g为定值，所以h决定了 pi也就是出水口处所受压强的大小，当h为定值是，pi也为定值，即水柱曲率为定值。运用到了气体压强、液体压强与大气压的原理。
[0019]水瓶内出水口的压强，如图3所示。为了使液体循环补给装置稳定，保证储水槽中的水面高度保持不变，将储水槽密封，再使虹吸管(y管)和水泵管(X管)通入储水槽。此时，槽内的大气压Pl为定值，当水泵管X把液柱的水在点c泵回储水槽时，储水槽内的水量增加了，但水槽内大气压Pl为定值，无法改变大气压大小。从而，与水泵泵进的量同样的液体从y管点b处被槽内大气压压出，流入水瓶内。同样的原理，流入水瓶的液体又被瓶内的大气压PO从点a压出瓶子，成了液柱。从而可以得出，水泵泵入储水槽水的量就是从瓶子喷出液柱的量，所以水泵注入储水槽的速度V1等于液体从瓶子喷出的速度V2。
[0020]如图4所示，由于水泵抽水的速度V2决定了液柱喷出的速度V1，所以在水槽处就没有必要封闭了，如此，只要让水泵一直运行，调整水泵的杨程就可以调整液柱的曲率。在整个系统中，当水泵的速度一定时水瓶中液面高度就不会改变，曲率也就不会改变了。控制了系统循环补给稳定。
[0021]在激光照射装置中，为了能研究不同的入射角度a(如图5所示)，我们选择机械式激光角度调整仪器。为了使在调整角度时激光一直不变地射向出水口，机械式角度调整器由三根连杆组成，如图6所示，L杆为旋转轴，b与a为旋转卡孔(架子)。L轴的位置与出水口相同，两根连杆X，y连接在旋转轴上，且X杆平行于L轴，在c点装上激光使激光光柱平行于y杆，同时使激光对准出水口。此时，转动L轴使激光以出水口为圆心弧形转动(如图7所示)。
[0022]需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种基于液体中导激光传导的演示平台，其特征在于:包括液体循环补给装置和激光照射装置，液体循环补给装置包括储水罐、水瓶、水槽和水泵，储水罐通过虹吸管与水瓶相连通，该水瓶的下部侧壁上制有通孔，水瓶内的水通过该通孔形成一个弧形水柱流入到水槽内，储水罐通过水泵管与水泵相连接，该水泵安装在水槽内并将水槽内的水输出至储水罐内，所述的激光照射装置包括激光角度调整器和安装在该激光角度调整器上的激光器，该激光器射出的激光束照射在水瓶与水槽之间的弧形水柱上。
2.根据权利要求1所述的基于液体中导激光传导的演示平台，其特征在于:所述的激光角度调整器为机械式角度调整器。
【专利摘要】本发明涉及一种基于液体中导激光传导的演示平台，其技术特点是：包括液体循环补给装置和激光照射装置，液体循环补给装置包括储水罐、水瓶、水槽和水泵，储水罐通过虹吸管与水瓶相连通，该水瓶的下部侧壁上制有通孔，储水罐通过水泵管与水泵相连接，该水泵安装在水槽内并将水槽内的水输出至储水罐内，所述的激光照射装置包括激光角度调整器和安装在该激光角度调整器上的激光器。本发明设计合理，能够实现演示稳定液压下激光在水柱中传播的现象，并可模拟光纤传导，从而分析激光在液柱中传播时如何使折射光最少，损耗最低。将此演示平台作为教学使用，能够直观清晰地反应激光在液柱中的传播方法。
【IPC分类】G09B23-22
【公开号】CN104575209
【申请号】CN201310481327
【发明人】关大勇, 陈天乐, 魏通, 沈烨之
【申请人】天津得瑞丰凯新材料科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月15日