【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及了光学衍射现象的调控与演示，具体涉及了一种角放大光学衍射实验装置。
技术介绍
1、干涉与衍射是光学研究中非常基础且重要的一个分支，衍射实验涉及到波动光学的物理原理，以及光路调节的基本操作，同时具有丰富的研究意义和教学价值。想要看到明显的衍射现象，必需使衍射物与光波波长是同一量级，这一条件将衍射物的尺寸限制在了微米量级。微观尺寸的衍射物较难获得，因此增加了研究高复杂性结构的衍射现象的难度。
2、设计一套适用于宏观衍射物的衍射实验装置，有助于以一种简易低成本的方式来实现复杂性更强的结构体系的衍射观测。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出了一种角放大光学衍射实验装置。通过透镜组构成的扩束光路和角放大光路，分别实现了激光束直径的扩大以及衍射角的放大，从而使宏观物体的衍射斑点在肉眼分辨尺度上清晰可见；样品旋转座适用于平面衍射物，能够完成样品的固定、旋转与转角测量；充足的样品空间可放置多个样品旋转座，从而实现多层复杂结构的衍射观测。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、包括一维光学滑轨以及沿光轴从物侧至像侧的方向依次间隔布置的氦氖激光器、一维排列透镜组和接收测量组件，所述一维排列透镜组中的透镜之间布置有沿光轴方向的、用于衍射实验的样品；
4、所述一维排列透镜组、接收测量组件和样品可滑动地安装于所述一维光学滑轨上，所述氦氖激光器和一维光学滑轨布置于光学平台顶面。
5、所述一维排列透镜组包括沿光
6、所述扩束光路组件包括沿光轴从物侧至像侧的方向依次间隔布置的目镜镜头和第一物镜镜头，沿光轴从物侧至像侧的方向目镜镜头的后焦点和第一物镜镜头的前焦点重合；所述角放大光路组件包括沿光轴从物侧至像侧的方向依次间隔布置的第二物镜镜头和可选择凸透镜，沿光轴从物侧至像侧的方向第二物镜镜头的后焦点和可选择凸透镜的前焦点重合；其中前焦点为沿光轴从物侧至像侧的方向的镜头的第一个焦点，后焦点为沿光轴从物侧至像侧的方向的镜头的第二个焦点；
7、所述第一物镜镜头和第二物镜镜头之间依次布置有均装有所述样品的第一样品旋转座和第二样品旋转座，第一样品旋转座和第二样品旋转座均为具有刻度的、74mm口径的波片旋转安装座，精度为1度，用于固定平面的样品，且能够对样品进行光轴垂直面上的任意转角操作，通过旋转座上的刻度确定样品的旋转角，从而实现多层样品之间的对准、旋转与角度测量，以及多层旋转样品的衍射现象观测，第一样品旋转座和第二样品旋转座均通过支架组件可滑动地安装在所述一维光学滑轨顶面，所述目镜镜头、第一物镜镜头、第二物镜镜头均为凸透镜。
8、所述接收测量组件包括沿光轴从物侧至像侧的方向依次间隔布置的接收凸透镜和相机，相机具体为ccd相机，相机的像素尺寸为2.8μm*2.8μm，像素总数为2048*1536，相机电连接于计算机；
9、所述接收凸透镜装于第二透镜镜架内，第二透镜镜架和相机均通过支架组件可滑动地安装在所述一维光学滑轨顶面。
10、所述氦氖激光器发出的光束依次入射至目镜镜头和第一物镜镜头后被扩束，扩束后的光束经过样品时发生衍射，衍射后的光束再经第二物镜镜头会聚后通过可选择凸透镜出射，此时衍射光束的衍射角被放大，出射后的衍射光束最后经接收凸透镜出射后被相机收集。
11、所述氦氖激光器包括激光电源和激光管；
12、所述激光电源放置于光学平台顶面，激光管固定于激光夹持器上且激光管的激光出射方向沿光轴、朝向一维排列透镜组的方向，激光夹持器用于二维俯仰角调节，以调整激光出射方向相对于光轴的角度，激光夹持器的底部经支杆连接磁吸底座，磁吸底座吸附于光学平台顶面，激光电源和激光管之间电连接。
13、所述目镜镜头的焦距为10mm，第一物镜镜头和第二物镜镜头的焦距均为50cm，可选择凸透镜的焦距为3cm或1cm。
14、所述目镜镜头通过自身下方设有的v型夹持器固定，所述第一物镜镜头和第二物镜镜头分别装于第一三爪夹持器和第二三爪夹持器内，所述可选择凸透镜装于第一透镜镜架内；
15、所述v型夹持器、第一三爪夹持器、第二三爪夹持器和第一透镜镜架均通过支架组件可滑动地安装在所述一维光学滑轨顶面。
16、所述支架组件包括支杆、支座和滑动座；所述滑动座可滑动地装于所述一维光学滑轨顶部，滑动座可在一维光学滑轨上自由移动并固定位置，从而实现任意光学元件在光轴上的相对位置的调整，支座沿竖直方向固定于滑动座顶面，支杆沿竖直方向可位移地插装于所述支座内，所述v型夹持器、第一三爪夹持器、第二三爪夹持器、第一透镜镜架和第二透镜镜架经支杆连接于支座。
17、所述第一物镜镜头和第二物镜镜头之间可根据实验需求布置一个或多个样品。
18、本专利技术的有益效果是：
19、1、本专利技术克服了衍射物的尺寸只能为微米量级的缺陷，能够明显放大衍射角，采用一组双透镜组合结构将激光光斑扩大至厘米尺度，成功实现了毫米尺度物体的衍射现象观测，衍射斑清晰可见。
20、2、本专利技术的旋转座能够实现多层结构的对准与旋转，且可以进行角度的定量测量，具有很强的应用拓展性。
21、3、本专利技术具有较大的样品空间，适用于宏观尺寸的物体，可用于各类结构的衍射与干涉现象展示；整套装置简易、紧凑，结构清晰，具有很强的灵活性，能够广泛应用于物理光学实验教学。
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1.一种角放大光学衍射实验装置，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种角放大光学衍射实验装置，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种角放大光学衍射实验装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种角放大光学衍射实验装置，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种角放大光学衍射实验装置，其特征在于：
6.根据权利要求2所述的一种角放大光学衍射实验装置，其特征在于：
7.根据权利要求2所述的一种角放大光学衍射实验装置，其特征在于：
8.根据权利要求2、3或7任一所述的一种角放大光学衍射实验装置，其特征在于：
9.根据权利要求2所述的一种角放大光学衍射实验装置，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种角放大光学衍射实验装置，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种角放大光学衍射实验装置，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种角放大光学衍射实验装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种角放大光学衍射实验装置，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种角放大光学衍射实验装...
【专利技术属性】
技术研发人员：费莹，郑远，刘瑞洋，周一全，高滢颖，唐彬轩，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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