CN206271291U - 用于光波干涉场的数字成像*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于光波干涉场的数字成像***，包括滑块部分和CCD成像部分：滑块部分：包括滑块、螺旋测微器和支杆，螺旋测微器安装在滑块上，螺旋测微器的读数鼓轮与支杆底部固定连接；CCD成像部分：包括支柱架、固定圈、缩小镜、转接环和CCD像感器，支柱架的支柱与支杆插接，固定圈固定安装在支柱架上，缩小镜水平插接在固定圈内，缩小镜与CCD像感器通过设有内丝的转接环连接，CCD像感器通过数据线与计算机连接。本实用新型的优点体现在：方便对放大图像的观测和测量,提高待测物理量的测量准确度。可实现生动的动态画面展示,提高教学质量。可适时对重要的图像进行存储。可避免光源的强光直接照射人眼而造成的损伤。

Description

用于光波干涉场的数字成像***

技术领域

本实用新型涉及光学测量技术领域，具体涉及一种用于光波干涉场的数字成像***。

背景技术

光的干涉和衍射现象表明光是一种波动。在大学物理实验教学中，利用干涉现象(条纹)测量其它物理量(如：激光波长、透镜的曲率半径等)的教学内容很普及，是学生需学习掌握的最基本的测量方法，在各大专院校是必不可少的基础物理实验教学内容。

使一波列先分解后再交叠，产生干涉的方法有两种：

1分波前法(division wavefront)：点光源产生的波前在横向分为两部分，使其分别通过两个光学***，经衍射、反射、折射或散射而实现交叠，产生干涉。杨氏双缝实验是这类分波前干涉装置的典型代表。

2分振幅法(division of amplitude):让一束光投射到由透明板制成的分束器，光能流一部分反射，一部分透射，再通过反射镜等一类光学元件，让这两束光发生交叠，产生干涉。牛顿环产生的干涉、迈克耳孙干涉仪和多光束干涉仪，均系分振幅干涉。

杨氏双缝干涉实验是大学物理基础教学内容之一，要求在教学过程中，测量微观视场中的干涉条纹间距、双棱镜产生的两个虚光源间距d以及狭缝到接收屏的距离D，从而根据公计算光源的波长λ。

原理图见图1：S是宽度可调的单狭缝，B是双棱镜，L是正透镜，各元件在光具座上的位置可通过光具座上的刻度尺读出。

学生在测量前，需使狭缝S对正双棱镜棱脊，再调节棱脊与狭缝平行；之后，用测微目镜取代接受屏。通过测微目镜，边观察，边调节狭缝S宽度，此时可观察到干涉条纹。为了便于测量方便，有时还需改变狭缝S与双棱镜B之间的距离d,使条纹间距适当。完成以上调节后，就可用测微目镜测量干涉条纹的间距了。

但是，现有技术的缺点在于:

1.传统干涉场,干涉条纹的观察和测量,都是通过微小视场实现(如:测微目镜),学生测量非常困难。

2.传统微观视场的观察方法,都是通过显微镜成像***,无法实现多人同时观摩和演示。

3.传统观测方法,无法对形成的干涉图样实现像质的修改和信息存储。

4.传统的观察和测量方法，人眼无可避免的要长时间面对强光照射,甚至无法避免对人眼造成的损伤。

5.传统的观察和测量方法是通过测微目镜实现的。学生单人在观测时，眼睛必须时刻紧贴测微目镜，无法同时完成对成像***其它部件的调解。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种用于光波干涉场的数字成像***，将CCD数字成像***引入光波干涉场，将微观干涉场实现放大，并使模拟信号转换为数字信号，便于观察、测量以及对干涉图样的存储和修改。

为实现上述目的，本实用新型公开了如下技术方案：

一种用于光波干涉场的数字成像***，包括滑块部分和CCD成像部分：

滑块部分：包括滑块、螺旋测微器和支杆，螺旋测微器安装在滑块上，螺旋测微器的读数鼓轮与支杆底部固定连接，支杆在该读数鼓轮的作用下，相对于光轴方向，左右进行精密移动；

CCD成像部分：包括支柱架、固定圈、缩小镜、转接环和CCD像感器，支柱架的支柱与支杆插接，固定圈固定安装在支柱架上，缩小镜水平插接在固定圈内，缩小镜与CCD像感器通过设有内丝的转接环连接，CCD像感器通过数据线与计算机连接。

进一步的，所述支柱架的支柱与支杆连接处设有紧固螺丝。

进一步的，所述缩小镜为0.5倍缩小镜。

进一步的，所述缩小镜与固定圈通过紧固螺丝固定。

进一步的，所述固定圈内径23.5mm，与之对应的，缩小镜外径为23.2mm，转接环内径23.3mm，CCD像感器镜筒外径为23.2mm。

本实用新型公开的一种用于光波干涉场的数字成像***，具有以下有益效果：

1.通过该CCD数字成像***对干涉场进行放大,并实现计算机显示器展示,可方便对放大图像的观测和测量,提高待测物理量的测量准确度。

2.在教学演示过程中,可实现生动的动态画面展示,培养学生的兴趣,提高教学质量。

3.通过该数字成像***,不仅可对图像质量(锐度、亮度、色度、对比度等)进行必要的修改；而且可适时对重要的图像进行存储。

4.可使观察者直接观看计算机显示屏显示的图像,进行所需的测量,避免光源的强光直接照射人眼而造成的损伤。

5.可使观测者在观察计算机显示屏的同时,方便的进行其它调节过程。

附图说明

图1是双棱镜干涉原理图；

图2是滑块部分结构示意图；

图3是CCD成像部分结构示意图；

其中：

1-滑块，2-读数鼓轮，3-支杆，4-紧固螺丝，5-螺旋测微器，6-支柱，7-固定圈，8-紧固螺丝，9-缩小镜，10-转接环，11-CCD像感器，12-数据线

具体实施方式

下面结合实施例并参照附图对本实用新型作进一步描述。

一种用于光波干涉场的数字成像***，包括滑块部分和CCD成像部分：

滑块部分：见图2，包括滑块1、螺旋测微器5和支杆3，螺旋测微器5安装在滑块1上，螺旋测微器5的读数鼓轮2与支杆3底部固定连接，支杆3在该读数鼓轮2的作用下，可相对于光轴(导轨)方向，左右进行精密移动；

CCD成像部分：见图3，包括支柱架、固定圈7、缩小镜9、转接环10和CCD像感器11，支柱架的支柱6与支杆3插接，固定圈7固定安装在支柱架上，缩小镜9水平插接在固定圈7内，缩小镜9与CCD像感器11通过设有内丝的转接环10连接，CCD像感器11通过数据线12与计算机连接。

作为具体实施例，所述支柱架的支柱6与支杆3连接处设有紧固螺丝4，通过紧固螺丝4可将支柱架的支柱6与支杆3紧固连接。

作为具体实施例，所述缩小镜9为0.5倍缩小镜。由于CCD像感器11在放大干涉图像时，会导致图像变形失真。因此，加入一个缩小镜9，可保证在电脑屏幕上显示的图像与用眼睛直接观察到的一致。

作为具体实施例，所述缩小镜9与固定圈7通过紧固螺丝8固定。

作为具体实施例，所述固定圈7内径23.5mm，与之对应的，缩小镜9外径为23.2mm，转接环10内径23.3mm，CCD像感器镜11筒外径为23.2mm。

在测量干涉条纹间距时，转动螺旋测微器5，可使CCD像感器驱动软件中自带的标尺相对于干涉条纹移动。移动的距离通过螺旋测微器的鼓轮读数，从而可测量每个干涉条纹的间距。

本实用新型在光波干涉场中的应用，一方面，可使细微的干涉条纹放大，便于动态观察和测量干涉场中的条纹间距以及条纹宽度，提高测量的准确度；同时还可将模拟信号产生的图像转换为数字信号，便于对截取图像的存储和修改；另一方面，可避免长时间观测强光干涉场而造成的人眼损伤，且可实现多人同时对微观放大视场的观测和演示。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，而非对其限制；应当指出，尽管参照上述各实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.用于光波干涉场的数字成像***，其特征在于，包括滑块部分和CCD成像部分：

滑块部分：包括滑块、螺旋测微器和支杆，螺旋测微器安装在滑块上，螺旋测微器的读数鼓轮与支杆底部固定连接，支杆在该读数鼓轮的作用下，相对于光轴方向，左右进行精密移动；

CCD成像部分：包括支柱架、固定圈、缩小镜、转接环和CCD像感器，支柱架的支柱与支杆插接，固定圈固定安装在支柱架上，缩小镜水平插接在固定圈内，缩小镜与CCD像感器通过设有内丝的转接环连接，CCD像感器通过数据线与计算机连接。

2.根据权利要求1所述的用于光波干涉场的数字成像***，其特征在于，所述支柱架的支柱与支杆连接处设有紧固螺丝。

3.根据权利要求1所述的用于光波干涉场的数字成像***，其特征在于，所述缩小镜为0.5倍缩小镜。

4.根据权利要求1所述的用于光波干涉场的数字成像***，其特征在于，所述缩小镜与固定圈通过紧固螺丝固定。

5.根据权利要求1所述的用于光波干涉场的数字成像***，其特征在于，所述固定圈内径23.5mm，与之对应的，缩小镜外径为23.2mm，转接环内径23.3mm，CCD像感器镜筒外径为23.2mm。