[发明专利]劳埃德镜干涉微小尺度测量装置

说明书

技术领域

本发明属于现代精密测量技术领域，具体涉及一种劳埃德镜干涉微小尺度测量装置。

背景技术

利用劳埃德镜，从光的干涉原理出发，将劳埃德镜上升高度的变化转换成干涉条纹间距的改变从而测出物体的厚度，该方法不仅操作简单，在普通光学实验室即可完成，适合作为学生实验，而且具有很高的精度和较强实用性。

现有测量装置如图1所示，包括光源1、透镜2、狭缝装置3、平面镜4、光屏5、载物台6和测微目镜7，平面镜与狭缝装置上的狭缝之间的竖直高度为l，光源发出的光经透镜、狭缝装置和平面镜后在光屏上产生干涉条纹。该装置测量微薄物体厚度的原理为：

当未放置物体于平面镜下方时，可测出光屏上的条纹间距为条纹间距通过测目微镜测量。

当待测物放置于平面镜下方时，必然会使平面镜上升，此时平面镜与狭缝之间的竖直高度由l变为(l-b)，b为待测物的厚度，由于平面镜重力较小，忽略对物体厚度影响。此时条纹间距为

结合(1)(2)式可得物体厚度

上述测量装置存在以下缺陷：测量精度受环境温度、振动等因素影响，测量干涉条纹间距时，人眼观测条纹时存在误差；实验过程中难以确保平面镜处于水平状态，将所测物体放置于平面镜下方时，平面镜与水平面往往会出现一定角度，这将影响测量结果；且由人眼观测到数据计算，耗时较长，效率不高。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种劳埃德镜干涉微小尺度测量装置。

本发明采用的技术方案是：一种劳埃德镜干涉微小尺度测量装置，包括光源、透镜、狭缝装置、平面镜和光屏，所述光源发出的光经透镜、狭缝装置和平面镜后在光屏上产生干涉条纹，其特征在于：还包括光电转化装置、数据处理模块、杠杆联动装置和底板，所述光电转化装置的探测头与光屏连接，所述光电转化装置输出端与数据处理模块输入端电连接，所述平面镜通过导向装置安装于杠杆联动装置的一端顶部，杠杆联动装置的另一端底部设置载物台，所述杠杆联动装置和导向装置均固定于底板上。

进一步地，所述杠杆联动装置包括支座、转轴、支板、支架和旋转块，所述支座固定于底板上，所述转轴固定于支座上，所述旋转块套在转轴上，所述支板和支架分别固定于旋转块两端，支板上设有刻度线，所述平面镜通过导向装置安装于支架上，所述载物台设置于支板底部。

进一步地，所述导向装置包括横杆、竖杆和圆柱筒，所述圆柱筒固定于底板上，圆柱筒中心沿轴向开有贯穿的通孔，圆柱筒侧壁中部沿径向开有贯穿的导向孔，通孔与导向孔连通，所述横杆穿过圆柱筒上的导向孔其两端套在支架上，所述竖杆底部伸入到圆柱筒的通孔内与圆柱筒内部的横杆固定连接，所述平面镜固定于竖杆顶部。

进一步地，所述导向孔沿竖直方向的尺寸大于横杆沿竖直方向的尺寸，导向孔沿水平方向的尺寸等于横杆沿水平方向的尺寸。

进一步地，所述支架包括固定板和两个侧安装板，所述固定板固定于旋转块一侧，两个侧安装板分别固定于固定板两侧并垂直于固定板，侧安装板上开有滑孔，所述横杆两端分别位于两个侧安装板的滑孔内。

进一步地，所述滑孔沿竖直方向的尺寸等于横杆沿竖直方向的尺寸，滑孔沿水平方向的尺寸大于横杆沿水平方向的尺寸。

进一步地，所述支座位于支板底部的一侧设有导轨，所述载物台安装于导轨上。

更进一步地，所述光电转化装置为光电探测仪。

本发明在现有劳埃德镜装置基础上增设杠杆联动装置、光电转化装置和数据处理模块，利用机械杠杆原理将待测物的微小尺度反映在在平面镜与狭缝的垂直距离上，再通过光电转化装置和数据处理模块对干涉条纹的检测，即可测得待测物的微小尺度。本发明有效的利用杠杆的原理改变相应的量程，使测量更具有普适性、通用性；采用光电探测仪采集干涉条纹数据，代替人眼完成对干涉条纹的数据收集工作，有效地减小了人眼观测误差，提高了测量精度；最后通过数据处理模块对采集的数据进行处理得到待测物的尺度，方便快捷，效率高。

附图说明

图1为现有技术的测量原理图。

图2为本发明测量装置的框架示意图。

图3为本发明平面镜与杠杆联动装置的连接示意图。

图4为本发明平面镜与杠杆联动装置的正视图。

图5为本发明平面镜与杠杆联动装置的俯视图。