[发明专利]基于CCD成像的分光计及其调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学实验仪器，具体是一种基于CCD成像的分光计及其调节方法。

背景技术

分光计，是一种测量角度的精密仪器。其基本原理是，让光线通过狭缝和聚焦透镜形成一束平行光线，经过光学元件的反射或折射后进入望远镜物镜并成像在望远镜的焦平面上，通过目镜进行观察和测量各种光线的偏转角度，从而得到光学参量例如折射率、波长、色散率、衍射角等。熟悉分光计的基本构造、调节原理、方法和技巧，对调整和使用其他光学仪器具有普遍的指导意义。并且分光计是一种十分重要的光学仪器，是其他光学实验的基础，在大学物理中的应用十分广泛。

现有的分光计存在以下缺陷和不足：第一，分光计构造复杂,装置较精密、结构复杂，供调整的螺钉就有十多个，如果一个螺钉调节不当，实验就可能不成功，调节要求也较高，往往不能在规定的时间内顺利完成；第二,在调节望远镜垂直仪器中心轴步骤中,反射绿十字高度的光路分析在许多教材和文献中很少涉及,学生摸索调节规律需要较长时间；第三，长时间通过小范围的镜筒观察会导致观察者视觉疲劳，致使实验无法完成；第四，由于调节步骤繁琐，实验中需要注意的问题较多，有些容易被忽略的问题直接影响着实验的成功与否。

发明内容

为了解决现有的分光计存在的问题，本发明提供一种基于CCD成像的分光计。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种基于CCD成像的分光计，包括望远镜，望远镜的目镜连接有CCD元件。

所述CCD元件通过支架与望远镜的目镜连接起来。

CCD元件通过数据线与显示屏连接。

所述望远镜的物镜上方安装有水准仪。

所述分光计的载物台的台面上安装有水准仪，所述水准仪的形状大小与载物台台面相同。

本发明还提供一种基于CCD成像的分光计的调节方法，该方法包括以下步骤：1、粗调水平

（1）调节载物台、望远镜等各螺丝，使其处于活动自如的中间状态，锁紧载物台，松开游标盘止动螺丝，松开望远镜止动螺丝，将刻度线“0”刻度调至望远镜下方后，锁紧刻度盘与望远镜联动螺丝；

（2）根据望远镜及载物台上的水准仪的位置，调节平行光管和望远镜的垂直方向的调节螺丝，使水准仪处于中央位置；再调节载物台台面下方的两个可调节螺丝，使台面上水准仪处于中央位置，经粗调，平行光管、望远镜、载物台台面大致水平，故与分光计主轴大致垂直；

2、细调水平

    （1）待粗调完成后，将显示屏开关打开，将亮度、对比度调至适宜位置。观察显示屏上的像是否清晰且处于中央位置，若不是，调节目镜视度调节手轮使像清晰，调节载物台下方三个螺丝和望远镜的升降旋钮，使显示屏上能呈现既清晰又处于中央的像；

（2）将黑色游标盘转动180°，使载物台上光学平行平板随之转动，使台面上光学平行板的另一面正对望远镜，此时应同样可以看到一个清晰的亮十字像。若不能，重复步骤（2）-（1）；反复调节望远镜调焦手轮，以消除亮十字与准线之间的视察，锁紧目镜；

3、采用“固一调二”法调节载物台台面与分光计主轴垂直

将载物台下面的三个螺丝固定其中一个，保留另外两个螺丝。在调平过程中，将光学平行平板置于两个可调节螺丝连线的中垂线上，以对载物台进行前后的水平调节；再将光学平行平板置于两个可调节螺丝连线的平行线上，以对载物台进行左右的水平调节，使载物台台面与分光计主轴垂直。

本发明的基于CCD成像的分光计及其调节方法，运用了CCD成像原理，将分光计望远镜视野中的图像清晰的呈现在显示屏上，极大地扩大了观测视野，减轻了视疲劳，便于实验的观测与测量。此外，又在载物台和望远镜镜筒上各加上一个水准仪，极大地提高了粗调的精准度，进一步降低了调节的难度。在调节方法上，对三个调节螺丝采取“固一调二”的方法，大大降低了实验的操作难度，使调节实验更加简便而易于操作。

附图说明

图1 是本发明的基于CCD成像的分光计的结构示意图；

图2是图1中支架的展开平面示意图；

图3是各半调节法示意图；

图4是放置光学平行平板位置示意图。

具体实施方式