[发明专利]一种基于光纤光路的光压演示及测量系统

说明书

本发明所述一种基于光纤光路的光压演示及测量系统，包括光源，所述光源发射的光通过第一光和耦合器，所述第一光和耦合器将90％的光信号传输至光压演示部分，所述第一光纤耦合器将10％的光信号传输至光压测量部分，光压演示部分依次包括衰减器、光开关、准直器和薄片，光开关将连续激光转变为脉冲激光，衰减器为可调衰减器。本发明所述一种基于光纤光路的光压演示及测量系统的灵敏度得到提高，同时降低系统对激光功率、探测器灵敏度以及测试环境的要求。光路调节简单，结构紧凑，实验效果和成功率得以提高，同时降低光源功率的损耗。信号处理功能灵活，通过计算机进行数据处理，避免了人为测量可能带来的误差。

技术领域

本发明涉及一种光学演示与测量系统，尤其涉及一种用于光学中的基于光纤光路的光压演示及测量系统。

背景技术

在十七世纪时，德国天文学家开普勒曾用“太阳光的压力”来解释彗星尾巴总背向太阳的这个现象，而在十九世纪，英国物理学家麦克斯韦从光的电磁理论推算出：光正入射到黑体(完全吸收光的物体)上所产生的压强为p＝S/c(S为坡印廷矢量的值，c为光速)，预言了光压的存在。到了1901年，俄国物理学家列别捷夫成功地消除了运流及辐射度力对实验的影响，第一次完成了固体所受到的光压的测量，测得的太阳光压值与麦克斯韦的推算结果相吻合。

尽管在日常生活中，我们无法感受到光微弱的力，毕竟1km²面积上的阳光压力总共只有9N，但是光压对于太空研究以及纳米科技有着深远的意义，推动着太阳帆飞船的设计工作以及纳米机械的发展。光压看似微不足道，但却拥有着一定的研究价值。

但是，光压演示与测量是很困难的，因为在通常的实验条件下，光压力只有10-6～10-7N/m²。然而，自从20世纪60年代初发现激光以来，利用大功率的激光器发射出的激光为光源，进行光压实验，但是部分光压实验系统光路搭设尚有缺陷，演示效果并不尽人意，实验成功率与稳定性并不高，需要使用测角仪器测量悬镜角位移来完成光压的测量，其人为操作所产生的误差有时无法避 免。

为了确定光压的测量数值，说明光压的存在，同时弥补之前光压测量实验系统的缺陷，急需提供一种光压的演示与测量系统。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种基于光纤光路的光压演示及测量系统，巧妙利用迈克尔逊光纤干涉仪结构测量光压，采用全光纤光路设计，调节简单，结构紧凑，使系统性价比和实用性得到提升，实验系统同时提高实验效果和成功率。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于光纤光路的光压演示及测量系统，包括光源，所述光源发射的光通过第一光和耦合器，所述第一光和耦合器将90％的光信号传输至光压演示部分，所述第一光纤耦合器将10％的光信号传输至光压测量部分。

进一步，所述光压演示部分依次包括衰减器、光开关、准直器和薄片。

进一步，所述光开关将连续激光转变为脉冲激光。

进一步，所述衰减器为可调衰减器。

进一步，所述光压测量部分依次包括第二光纤耦合器，所述第二光纤耦合器将50％的光信号传输至环形器的第一端口，50％的光信号传输至第三光纤耦合器，所述环形器的第二端口将所述环形器的第一端口进入的光信号传输至第一准直器，所述第一准直器出射的平行光射至薄片，薄片反射后的光信号进入第二准直器，第二准直器的光信号通过光纤跳线传输至所述环形器的第二端口，之后所述环形器的第三端口将光信号传输至第三光纤耦合器，所述第三光纤耦合器将环形器的第三端口以及第二光纤耦合器传输的光信号耦合后，再将光信 号传输至第三准直器，第三准直器出射的平行光射至光电传感器，光电传感器采集光信号，再将光信号传输至计算机进行数据处理。

进一步，所述环形器的第三端口通过三环偏振控制器将经过薄片反射后的光信号传输至第三光纤耦合器。