[發明專利]多功能光學多道分析實驗系統

在審

• 申請號: 201710064551.8
• 申請日: 2017-02-04
• 公開（公告）號: CN106840401A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 趙杰
• 申請（專利權）人: 德州學院
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/447;G09B23/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種大學物理實驗儀器，尤其指一種多功能光學多道分析實驗系統。

背景技術

光學多道分析實驗儀，是國內各個高校廣泛使用的物理實驗儀器。該儀器的基本原理是光源發出的光束，投射到單色儀上的狹縫中，再利用單色儀9中的多個反射鏡及反射式光柵，把不同波長的光按照不同的空間分布射向單色儀中的線陣CCD去接收。線陣CCD中的各個CCD接收單元再把各自接收到的不同的光譜線變成電信號并加以數據處理，通過CCD數據線送入電箱進行模數轉換等數據處理，然后再通過USB線送入電腦，進而在電腦屏幕上實時顯示出某個波長區域的光譜線。還可以人工操作電腦而發出改變光譜采集的區間等的指令，通過USB線傳輸給電箱，電箱中的電機驅動模塊就會通過電機驅動線去驅動單色儀中的步進電機轉動一個角度，從而帶動反射式光柵轉動某個角度，使得光譜采集區域得到改變。可見，用該儀器測量光的譜線波長是十分方便、快捷的。現有技術中用該儀器進行實驗教學，內容一般是拿著汞燈對儀器進行定標，然后再去用比較法來測量氫燈各條譜線的波長。但是，本申請的發明人經過研究發現，該儀器不適應高校實驗教學改革要求實驗項目的知識綜合化需求，儀器的實驗教學內容和功能還有待于進一步開發改進。

發明內容

本發明的目的是提供一種多功能光學多道分析實驗系統，它既可以做現有技術中的儀器可做的實驗項目，又可以做現有技術中的儀器不能做的偏振光實驗、LED發光特性研究等實驗項目，使用簡單、可靠、方便。

為了實現上述目的，本發明把單色儀9通過CCD數據線與電箱10相互連接，電箱10通過電機驅動線Y與單色儀9相互連接，電箱10還通過USB線U與電腦14相互連接，在光源11和狹縫15之間還帶有起偏器12和檢偏器13。

為了可以方便、精確地做偏振光實驗內容，檢偏器13是由底座1、螺絲2、鑲嵌支架3、圓環盤4、偏振片5、角刻度6、標記7構成的，其中偏振片5安裝在圓環盤4上，圓環盤4放入鑲嵌支架3內，鑲嵌支架3上帶的支桿插入底座1上帶的立桿內并通過螺絲2固定，圓環盤4上帶有角刻度6，鑲嵌支架3上帶有標記7。

為了可以方便地做LED發光特性實驗內容，光源11其中的一個是LED光源，LED光源由直流電源16、發光二極管17、電流表18、電壓表19連接而成，其中發光二極管17與電流表18串聯后再與電壓表19及直流電源16的輸出端并聯，直流電源16上帶有電流調節旋鈕20。

由于本發明在現有技術的光學多道分析實驗儀中，增加了起偏器12及檢偏器13，通過改變起偏器12與檢偏器13的相對角度，相應的輸出光強就改變并在電腦屏幕的譜線高度（或能量數值）上方便、直觀、形象地顯示出來，這就可以做偏振光實驗內容了（比如驗證馬呂斯定律等內容）。本發明增加的LED光源，還可以做LED的發光特性研究實驗（光強與電流的關系、光譜與電流的關系等實驗內容）。本發明的檢偏器13中的偏振片5安裝在圓環盤4上、圓環盤4放入鑲嵌支架3內、鑲嵌支架3上帶的支桿插入底座1上帶的立桿內并通過螺絲2固定、圓環盤4上帶有角刻度6、鑲嵌支架3上帶有標記7的結構，給方便、高精度地做偏振光實驗提供了支持。可見，本發明使得現有技術中的光學多道分析實驗儀增加了實驗項目和實驗內容，一機多用，但是成本相對提高極小（現有技術的光學多道分析實驗儀每套在1.7萬元左右，而本發明增加的成本也就一百多元），顯著提高了儀器使用效益。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖。

圖2是本發明檢偏器13的結構示意圖。

圖3是本發明中LED光源的電路圖。

具體實施方式

在圖1中，單色儀9通過CCD數據線與電箱10相互連接，電箱10通過電機驅動線Y與單色儀9相互連接，電箱10還通過USB線U與電腦14相互連接，在光源11和狹縫15之間還帶有起偏器12和檢偏器13。

在圖2中，檢偏器13是由底座1、螺絲2、鑲嵌支架3、圓環盤4、偏振片5、角刻度6、標記7構成的。其中偏振片5安裝在圓環盤4上，圓環盤4放入鑲嵌支架3內，鑲嵌支架3上帶的支桿插入底座1上帶的立桿內并通過螺絲2固定，圓環盤4上帶有角刻度6，鑲嵌支架3上帶有標記7。起偏器12的結構即可以與檢偏器13完全一致，也可簡化其結構，比如去掉角刻度6和標記7，甚至把鑲嵌支架3也簡化為更簡單的框架，直接把偏振片5固定在框架上，同時把圓環盤4也省略。