一种激光原理演示仪制造技术

本实用新型专利技术公开一种激光原理演示仪，包括壳体、激光产生演示机构、增益物质演示机构、谐振腔演示机构、激光积累演示机构；所述壳体内设置有背景板、增益物质演示机构、谐振腔演示机构，增益物质演示机构、谐振腔演示机构位于背景板前侧；谐振腔演示机构两端分别贯穿增益物质演示机构左右两侧，并延伸至壳体外表面；所述背景板上设置有激光产生演示机构，激光产生演示机构由发光二极管构成，构成激光产生演示机构的若干发光二极管分为上、中、下三排。本实用新型专利技术具有驱动发光二极管，演示对产生抽象化的激光产生核心过程和机理进行直观展示，达到演示激光器的科普效果的特点。到演示激光器的科普效果的特点。到演示激光器的科普效果的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种激光原理演示仪


[0001]本技术涉及一种激光原理演示仪，尤其是一种具有驱动发光二极管，演示对产生抽象化的激光产生核心过程和机理进行直观展示，达到演示激光器的科普效果的激光原理演示仪。

技术介绍

[0002]现在激光已经深入到各行各业各个领域，在科学研究、精密加工、激光医疗、激光武器、光电检测和信息显示等有着广泛的应用。另外，人们的日常生活也离不开激光的陪伴，然而对于激光的产生条件、过程以及激光的本质不太清楚，特别是中小学的学生，对于激光是可接触，不可理解的存在，对此我们以固体脉冲激光器为例，做出让人们容易理解，清晰易辩的激光演示仪。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种具有驱动发光二极管，演示对产生抽象化的激光产生核心过程和机理进行直观展示，达到演示激光器的科普效果的激光原理演示仪。
[0004]本技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0005]一种激光原理演示仪，包括壳体、激光产生演示机构、增益物质演示机构、谐振腔演示机构、激光积累演示机构；
[0006]所述壳体内设置有背景板、增益物质演示机构、谐振腔演示机构，增益物质演示机构、谐振腔演示机构位于背景板前侧；谐振腔演示机构两端分别贯穿增益物质演示机构左右两侧，并延伸至壳体外表面；
[0007]所述背景板上设置有激光产生演示机构，激光产生演示机构由发光二极管构成，构成激光产生演示机构的若干发光二极管分为上、中、下三排；激光产生演示机构中的每排发光二极管的个数相同，同排相邻两个发光二极管的间距相等；所述背景板的表面为白色；激光产生演示机构的上、中、下三排发光二极管分别发出绿光、紫光、蓝光；
[0008]所述增益物质演示机构顶侧设置有激励源灯带；
[0009]所述谐振腔演示机构内设置有激光积累演示机构、全反射透镜、半反射透镜、发光二极管阵列，全反射透镜、半反射透镜相互平行，垂直与谐振腔演示机构的中心轴；半反射透镜、全反射透镜分别位于谐振腔演示机构的左右两侧，全反射透镜右侧设置有激光积累演示机构；发光二极管阵列位于全反射透镜、半反射透镜之间，发光二极管阵列上有若干矩阵排列的发光二极管，发光二极管阵列上发光二极管矩阵与谐振腔演示机构方向相同；
[0010]所述全反射透镜、所述半反射透镜之间的谐振腔演示机构外安装有增益物质演示机构；
[0011]所述激光积累演示机构为点状激光器，激光积累演示机构发出的激光位于谐振腔演示机构中心，并沿谐振腔演示机构的中心线从谐振腔演示机构左端的出光口射出；
[0012]所述激励源灯带发出红光；所述激光积累演示机构发出红色激光；
[0013]所述发光二极管阵列由若干矩阵排列的发光二极管和基座制成，发光二极管阵列的基座由圆筒或透明圆柱制成，发光二极管阵列上的发光二极管固定在基座上；
[0014]所述壳体、所述增益物质演示机构、所述谐振腔演示机构均为透明材质制成，壳体、增益物质演示机构的形状为立方体，谐振腔演示机构的形状为圆筒；谐振腔演示机构水平设置；
[0015]所述背景板竖直设置，背景板与壳体的前后两侧面平行；
[0016]所述背景板背面的壳体内形成演示驱动控制仓。
[0017]本技术提供了一种激光原理演示仪，具有驱动发光二极管，演示对产生抽象化的激光产生核心过程和机理进行直观展示，达到演示激光器的科普效果的特点。本技术的有益效果：激光产生演示机构的上、中、下三排发光二极管分别代表第二激发态、第一激发态、基态能级；原子满足波尔模型，激光产生前，原子核外的电子全部处于基态；在控制器的驱动下，演示为激光产生演示机构的下排发光二极管蓝灯全亮，激光产生演示机构的上、中排发光二极管不亮；基态的电子经过泵浦激励以一定的速率向上跃迁到第二激发态、第一激发态；跃迁到第二激发态、第一激发态的电子经过热弛豫及自发辐射再向下跃迁回到第一激发态、基态；当电子激励向上跃迁的速率大于高能级粒子向下跃迁的速率，在高能级上的粒子越来越多，低能级的粒子越来越少，形成了粒子数反转；在控制器的驱动下，演示为打开激励源灯带，激光产生演示机构的第三排发光二极管蓝灯逐渐熄灭，第一排发光二极管绿灯逐渐亮起，再熄灭，第二排发光二极管的紫灯逐个亮起，达到粒子数反转状态，产生激光，随着激光产生和放大，消耗掉高能级的粒子数，最终回到激光产生演示机构的下排发光二极管蓝灯全亮；
[0018]打开激励源灯带，在控制器作用下，激励源灯带亮起红光；演示为增益物质演示机构内产生激光，粒子数反转状态，会产生激光，随着激光产生和放大，消耗掉高能级的粒子数；
[0019]全反射透镜、半反射透镜形成谐振腔内部的反射镜组；光学谐振腔利用两个面对面的反射镜组，使放大了的光在镜间来回被反射，反复通过镜间增益物质演示机构的介质不断再放大，再穿过半反射透镜从出光口射出；演示为谐振腔演示机构内，若干矩阵排列发光二极管的发光二极管阵列以流水灯的形式在谐振腔演示机构内往返进行，并且发光二极管阵列的亮度和亮灯数量不断以级数形式增长；当谐振腔演示机构内的发光二极管阵列全部亮起，发光二极管阵列的红灯达到最大亮度时，控制器开启激光积累演示机构，激光积累演示机构的点状激光器发出激光束穿过全反射透镜、谐振腔演示机构、半反射透镜，从出光口射出；可在出光口外部添加显示屏，供观察显示屏上的亮斑，以展示了光子在谐振腔中经过多次往返后，最终形成稳定的激光输出。
附图说明
[0020]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本技术作进一步的说明。
[0021]图1为本技术一种激光原理演示仪的结构示意图；
[0022]图2为本技术一种激光原理演示仪的谐振腔演示机构结构示意图；
[0023]图3为本技术一种激光原理演示仪的激光产生演示机构结构示意图；
[0024]图4为本技术一种激光原理演示仪的增益物质演示机构结构示意图。
具体实施方式
[0025]本技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0026]一种激光原理演示仪，参见图1～4，包括壳体1、激光产生演示机构3、增益物质演示机构4、谐振腔演示机构5、激光积累演示机构6；
[0027]所述壳体1内设置有背景板2、增益物质演示机构4、谐振腔演示机构5，增益物质演示机构4、谐振腔演示机构5位于背景板2前侧；谐振腔演示机构5 两端分别贯穿增益物质演示机构4左右两侧，并延伸至壳体1外表面；
[0028]所述背景板2上设置有激光产生演示机构3，激光产生演示机构3由发光二极管构成，构成激光产生演示机构3的若干发光二极管分为上、中、下三排；激光产生演示机构3中的每排发光二极管的个数相同，同排相邻两个发光二极管的间距相等；所述背景板2的表面为白色；激光产生演示机构3的上、中、下三排发光二极管分别发出绿光、紫光、蓝光；白色的背景板2将该演示仪的演示提供背景色烘托，使观察者清晰明了观看演示；激光产生演示机构3的上、中、下三排发光二极管分别代表第二激发态、第一激发态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光原理演示仪，包括壳体(1)、激光产生演示机构(3)、增益物质演示机构(4)、谐振腔演示机构(5)、激光积累演示机构(6)，其特征在于；所述壳体(1)内设置有背景板(2)、增益物质演示机构(4)、谐振腔演示机构(5)，增益物质演示机构(4)、谐振腔演示机构(5)位于背景板(2)前侧；谐振腔演示机构(5)两端分别贯穿增益物质演示机构(4)左右两侧，并延伸至壳体(1)外表面；所述背景板(2)上设置有激光产生演示机构(3)，激光产生演示机构(3)由发光二极管构成，构成激光产生演示机构(3)的若干发光二极管分为上、中、下三排；激光产生演示机构(3)中的每排发光二极管的个数相同，同排相邻两个发光二极管的间距相等；所述背景板(2)的表面为白色；激光产生演示机构(3)的上、中、下三排发光二极管分别发出绿光、紫光、蓝光；所述增益物质演示机构(4)顶侧设置有激励源灯带(7)；所述谐振腔演示机构(5)内设置有激光积累演示机构(6)、全反射透镜(8)、半反射透镜(9)、发光二极管阵列(10)，全反射透镜(8)、半反射透镜(9)相互平行，垂直与谐振腔演示机构(5)的中心轴；半反射透镜(9)、全反射透镜(8)分别位于谐振腔演示机构(5)的左右两侧，全反射透镜(8)右侧设置有激光积累演示机构(6)；发光二极管阵列(10)位于全反射透镜(8)、半反射透镜(9)之间，发光二极管阵列(10)上有若干矩阵排列的发光二极管，发光二极管阵列(10)上发光二极管矩阵与谐振腔演示机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世杰，刘添添，张申奥，陈华涛，岳险峰，余龙宝，赵读亮，
申请(专利权)人：合肥师范学院，
类型：新型
国别省市：