[发明专利]一种简易高斯光速教学仪器

说明书

技术领域

本发明属于教学仪器领域，尤其涉及一种简易高斯光速教学仪器。

背景技术

目前市场销售的光束质量分析仪能够较为快捷地对高斯光束特性参量进行测量，但这些仪器都是以科学研究为目的，当把这些仪器应用于激光物理实验教学时，仪器有以下不足:(1)价格昂贵，无法在实验教学中推广；(2)仪器被屏蔽在仪器罩内，学生无法对测量过程及仪器结构有直观的感受；(3)上述仪器测量过程通常采用步进电机自动控制，不利于培养学生动手能力。目前市场上未见专门用于测量高斯光束特性参数的实验教学仪器。

发明内容

为了克服上述存在的不足，本发明拟提供一种手动控制、结构简单、使用方便、成本低廉的简易高斯光速教学仪器。

本发明一种简易高斯光速教学仪器：包括激光器、凸透镜、刀片、衰减片、激光功率计以及导轨，所述激光器、凸透镜、刀片、衰减片、激光功率计位于导轨上方，并按照从左到右的顺序依次排列。

进一步地，所述导轨带有刻度，长度为1000mm-1200mm，激光器、刀片及凸透镜的位置可由导轨刻度读出。

进一步地，所述激光器与导轨相连，为氦氖激光器，谐振腔为平凹腔，其输出端为平面反射镜。

进一步地，所述凸透镜安装在与导轨相连的一维光学平移台上，以便于调节凸透镜的光轴位置，该凸透镜的主要作用是对激光器发射的高斯光束进行变换，在凸透镜后方形成束腰。

进一步地，所述刀片宽大于15mm，厚度约为0.1-0.2mm，刀片被固定在与导轨相连的光学平移台上，可沿与光束传播垂直的方向切割光束，刀片切割光斑的位置可由光学平移台上的螺旋测微器测量。

进一步地，所述衰减片被固定在与导轨相连的滑块上。

进一步地，所述激光功率计与导轨相连，有0.1mw/1mw/10mw/50mw4个量程档，功率计表盘被划分为50个分格。

实验中，分别测量透过刀片边缘的光功率占总功率百分比分别为90％和10％时的刀片位置坐标，就可以确定刀片处高斯光束光斑半径；装置中的衰减片被固定在滑块上，在无刀片挡光时，调节衰减片，使进入激光功率计的激光功率达到满量程，以提高光斑半径的测量精度。

本发明的优点在于：所有元件都被安装在导轨上,不需要在光学平台上固定元件,仪器可以放置在普通实验桌上,仪器的使用非常方便,同时也大大降低了开设实验所需的购买光学平台的费用。

附图说明

图1为一种简易高斯光速教学仪器示意图。

其中：1是导轨、2是激光器、3是凸透镜、4是刀片、5是衰减片、6是激光功率计。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明一种简易高斯光速教学仪器：包括激光器2、凸透镜3、刀片4、衰减片5、激光功率计6以及导轨1，所述激光器2、凸透镜3、刀片4、衰减片5、激光功率计6位于导轨1上方，并按照从左到右的顺序依次排列。

进一步地，所述导轨1带有刻度，长度为1000mm-1200mm，激光器2、刀片4及凸透镜3的位置可由导轨刻度读出。

进一步地，所述激光器2与导轨1相连，为氦氖激光器，谐振腔为平凹腔，其输出端为平面反射镜。

进一步地，所述凸透镜3安装在与导轨1相连的一维光学平移台上，以便于调节凸透镜的光轴位置，该凸透镜的主要作用是对激光器2发射的高斯光束进行变换，在凸透镜后方形成束腰。

进一步地，所述刀片4宽大于15mm，厚度约为0.1-0.2mm，刀片4被固定在与导轨1相连的光学平移台上，可沿与光束传播垂直的方向切割光束，刀片4切割光斑的位置可由光学平移台上的螺旋测微器测量。

进一步地，所述衰减片5被固定在与导轨1相连的滑块上。

进一步地，所述激光功率计6与导轨1相连，有0.1mw/1mw/10mw/50mw4个量程档，功率计表盘被划分为50个分格。

实验中，分别测量透过刀片4边缘的光功率占总功率百分比分别为90％和10％时的刀片4位置坐标，就可以确定刀片4处高斯光束光斑半径；在无刀片4挡光时，调节衰减片5，使进入激光功率计6的激光功率达到满量程，以提高光斑半径的测量精度。实验中，使用功率计的1mw量程档，并用衰减片5的最外侧衰减光束。由于衰减片5的直径远大于光斑直径，因此衰减5片的不均匀性对测量带来的影响可以忽略。