[其他]一种光强分布测量仪

说明书

光强分布测量仪涉及一种物理光学光强分布的测量技术。

已有的光强分布测量仪，有利用光电池及光具座逐点移动测量的简单仪器，亦有电机带动光电探测器作往复扫描来测量光强分布，其精度低，扫描速度慢，不能实时显示光强波形；还有一种光强分布仪由微机控制步进电机扫描，亦有扫描速度慢，也不能实时显示光强分布图，实验测量的时间长，且价格太贵。

本实用新型的目的是为了制作一种结构简单，扫描快速，可实时显示光强波形的仪器，且价格便宜，操作方便。

本实用新型的技术解决方案是：利用光纤作为导光信号通道，将通常线分布的光强信号转化为圆分布信号，则对光强的线往复扫描变成圆扫描，具体结构如下述：一束光纤的一端密集排列成端面平齐的光纤线排，另一端排列成端面平齐的圆圈，且每根光纤在线排的位置与在圆圈的位置依序对应，与圆圈面平行且同轴位置，且在其后装有光电接收器，光电接收器可以是光电池或光电管，光电接收器与光纤圆圈面之间平行且同轴装有遮光板，遮光板面积大于光纤圆圈，板上对应光纤园圈径位置开有孔隙，电机轴亦与光纤圆圈同轴线，遮光板固定在电机轴上，光电接收器引线引入光电信号放大器。

可以将数根光纤制成一个同步扫描装置，将其一端固定近机壳内一光源，另一端固定在光纤园圈上。

光纤线排可以用多层光纤密排排列成矩形，层数可以在1～10层，线排可以胶合成一整体，光纤线排的长度可取40～200mm。还可将线排固定在齿条上，齿条可在固定在机壳的导轨上滑动，机壳上还装有轴上套齿轮的电机，齿数与齿条咬合，使光纤线排可以在垂直方向扫描。

以下结合附图和通过实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是仪器结构示意图：

外面框可以是机壳，〔1〕为光纤部分，光纤可以是塑料或玻璃光纤，将线光强转化为园光强分布。〔2〕为扫描探测部分，〔4〕为触发部分，〔3〕为光电信号放大部分及波形显示示意图。〔5〕为光纤线排平面，〔8〕为光纤线排的胶合整体，光纤〔7〕连向圆圈面〔6〕，〔9〕为圆筒，可以用塑料、木材、硬纸等制成，光纤在靠圆圈一端可以胶合在圆筒上，〔10〕为带孔隙〔13〕的遮光板，可用铁片或铜片制成，螺栓连接或胶合在电机轴上，孔隙〔13〕直径可取0.3～1.2mm，线排〔8〕可固定在仪器机壳一窗口上或齿条上，光纤圆圈亦固定在壳内，光电探测器〔11〕可用开孔的光电池，光电池面积略大于光纤圆圈，光电池与光纤圆圈平行亦固定在机壳上，电机〔12〕轴固定遮光板，使遮光板平面、光纤圆线面及光电池平面之间平行且同轴，相距在5mm左右。光电池引线接光电信号放大电路〔A〕，经〔A〕后接示波器〔Y〕轴。〔15〕为一端固定在圆线面的同步触发光纤束，可以用2～4根光纤，另一端靠近一个光源〔14〕，由电源和可变电阻〔16〕提供电源，光源可以是发光二极管或指示灯。

电机〔12〕选用录音机电机，转速取2500～8000转／分，3000转／分较佳。带动光纤线排垂直扫描的电机装上机壳窗口附近，光电探测器还可以用光电倍增管或光电池，其型号可以是CR101或GB203等，电机还可以装在圆筒〔9〕内，这样光电探测器亦可使用光电倍增管。机壳面板开有窗口露出光纤线排，还可配有各种开关如电源、指示灯显示等。光纤线排的光纤层数可以用一层，亦可以用8、9层光纤，层次多时在排列过程中要复杂些。

该仪器的使用方式如下述：例如测量光的单缝或多缝衍射光强分布，将光纤线排对准待测位置，经光电信号放大电路信号及同步触发信号输入示波器，接触电源使电机〔12〕开始转动扫描，孔隙〔13〕将光信号分布投入光电池检测，光电池输出的信号是随时间变化的强度信号曲线，经放大后输入示波器    输，可见光强分布图形，如图所示。如果示波器有一定分辨精度，即可定量测量和研究光强分布，可测量各种光强分布的几何量和物理量。

显然，利用本实用新型仪器可以使实验者将精力集中于物理现象的研究，而不是调节仪器，且实验速度快，效率高，精度也高，实验内容丰富、直观，结构简单，价格便宜，可靠性强。可以测量各种原因产生的一维乃至二维光强分布，亦可供物理演示使用，特别是经精确定标后可成为科研型仪器。