[发明专利]一种便携式模块化迈克尔逊干涉实验装置

说明书

技术领域

本发明属于实验教学设备领域，具体涉及一种便携式模块化迈克尔逊干涉实验装置。

背景技术

公知的迈克尔逊干涉仪是由美国实验物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”飘逸而设计制造出来的精密光学仪器。它利用分振副法产生双光束以实现干涉。通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。现有的干涉实验装置存在着以下缺点：

1、仪器笨重，不便携带，无法应用于大教室课堂教学的光路演示，不便于教师讲解光路原理，而且功能比较单一。

2、回程误差过大，导致白光干涉调节困难，现象不易找回，限制了实验测量应用。

3、分光元件均采用平板玻璃，必须增加补偿板才可以方便找到零光程差位置，不利于学生理解光路的核心原理。

4、仪器部件不可拆卸，不便于增加扩展组件进行多种类型实验的测量。

5、图像观察方式均采用眼睛直视，易造成眼睛伤害，且图像视野小，不便于精确观察条纹变化。

6、均采用He-Ne激光器作为主要光源，未将光源集成到仪器中，占用空间大，且不够稳定。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种便携式模块化迈克尔逊干涉实验装置，具体方案如下：包括一底部光学平板，所述的光学平板上设有一光源机构、第一平面反射镜、第二平面反射镜、分光棱镜及接收显示单元，所述的分光棱镜设置在光学平板的中间处，接收显示单元、光源机构、第一平面反射镜、第二平面反射镜围绕分光棱镜固定设置，且彼此独立。

进一步地，所述的光源机构位于分光棱镜的后面，第一平面反射镜设置在光源结构的前方，第二平面反射镜设置在光源结构的右侧，接收显示单元位于分光棱镜的左侧。

进一步地，所述的第一平面反射镜与第二平面反射镜分别通过一调节机构固定在所述的光学平板上，所述的调节机构可以调节其对应的平面反射镜的角度，以及与光源机构的距离。

进一步地，所述的调节机构包括一底部平移台，平移台的后端设有前后调节旋钮，上端面上设有固定架，固定架的左侧上部设有一垂直调节机构，右侧下部同样设有一水平调节机构,所述的垂直调节机构与水平调节机构结构相同，分别包括一调节杆与一调节旋钮，调节旋钮固定在调节杆的尾端，调节杆头端穿过固定架，并可在固定架内前后调节移动；所述的调节机构还包括一平面镜架与一压簧，平面镜固定在镜架上，压簧一端与镜架连接，另一端与固定架连接。

进一步地，所述的接收显示单元，包括一接收器与电脑显示屏，所述的接收器与显示器连接。

进一步地，所述的光源机构采用半导体激光器作为光源，体积小，性能稳定且成本低廉。

进一步地，所述的接收器由一镜头连接一CCD组成，镜头朝向分光棱镜方向。

进一步地，还设有一显示屏切换机构，所述的切换结构包括一支架，摄像头及视频切换盒，所述的支架立在光学平板上，摄像头安装在支架上，摄像头朝向分光棱镜处，摄像头通过一同轴电缆连接到视频切换盒上，接收器同样通过一条同轴电缆连接到视频切换盒上。

进一步地，该装置还可以用来测量待测棒体磁致伸缩系数，包括一调节架，调节架上设有一棒体，此棒体为金属材料，为磁致伸缩材料，棒体前端固定有第二平面反射镜；调节架上设有一带有轱辘托座的线圈，轱辘托座上设有通孔，所述的棒体穿过通孔固定在调节架上；调节架一侧设有一直流稳压电源，线圈与直流稳压电源通过导线串联。

进一步地，在线圈与直流稳压电源之间串联一电阻，用以保护整个电路的稳定。

进一步地，所述的棒体与调节架螺纹连接，棒体在调节架上可前后调节移动。

本发明的优势在于：

1、尺寸小，方便携带，利用彩色CCD采集图像，便于多种教学场合进行大屏幕投影演示光路原理，便于教师讲解。

2、本装置采用立方体分光棱镜代替传统迈克尔逊干涉仪的分束板和补偿板，使光路原理更加清晰明了，便于学生理解，并且可以通过改变分束棱镜的参数，进行多种光学干涉实验的设计。

3、采用立方体分束棱镜作为分束器，可方便地将透明介质引入到光路中，如将固体薄膜或液体介质吸附于分束棱镜的一个面，进行介质折射率、厚度等参数测量的创新实验设计。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为调节结构的主视图；

图3为调节结构是左视图；

图4为调节架的结构式示意图；

具体实施方式