[实用新型]迈克尔逊干涉仪激光条纹变化的自动检测实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光传感器采集与电子技术组合，大学物理实验项目《迈克尔逊干涉仪测激光波长》的辅助设计，一种能够自动检测并记录激光产生的干涉条纹明暗变化次数的实验装置。

背景技术

在迈克尔逊干涉仪测激光波长的实验中，需要记录干涉条纹吐出或者吞进的个数，通常完成这个记录过程的是用手动调节干涉仪上面的微调手轮，然后观察干涉条纹的变化，记录干涉条纹明暗变化次数，一组数据需要连续记录几百个条文个数。由于干涉条纹需要在很稳定的环境中连续变化，不允许有任何震动和干扰，要求操作者精心细致地一边转动手轮，一边记录条文变化数量，稍有不慎就会有多数或者漏数等现象发生，给实验结果带来误差，通常实验中存在主要问题如下：

1、在观测条纹涌出或者陷入个数的测量中，要求做实验的人员要目不转睛的紧盯着观测屏，进行记录条文变化次数，这样就容易造成眼睛疲劳而容易漏记或多记条文数量而增加实验误差

2、实验中为了减少测量误差需要多组数测量数据，而这种手动测量的方法就限制了对测量数目N的增加

3、比较强的激光干涉条纹会对人的眼睛造成一定程度的伤害，为此，利用传感器技术和电子技术相结合，设计了一种实验装置，使之可以自动记录干涉条纹的变化个数，避免了以上诸多问题的产生。

现在高校在这个实验中基本上都是采用手动记录方式，所以，这个项目具有较强的实用价值，在实验教学中可以广泛推广使用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种迈克尔逊干涉仪激光条纹变化的自动检测实验装置，能够自动检测并记录由激光产生的干涉条纹明暗变化次数，提高准确性和效率。

迈克尔逊干涉仪激光条纹变化的自动检测实验装置，采用迈克尔逊干涉仪测激光波长，其特征在于可调光圈粘于有黑色涂层的金属管中心孔前，可见光--激光检测传感器和电路板置于金属管中固定，金属管置于壳体内，传感器输出端通过二芯屏蔽线连接航空插头，壳体的柄与原实验台固定；利用光传感器采集由氦-氖激光器通过迈克尔逊干涉仪产生的干涉条纹中心原点处的圆斑条纹明暗变化的光信号，并转变为变化的电信号，经过交流放大器把电信号放大，再经过整形、比较逻辑电路变成标准的矩形脉冲信号，进入推动电子计数器记录脉冲信号并用数字显示激光干涉条纹的明暗变化次数。

附图说明

图1是本实用新型可见光--激光检测部件及整体结构示意图；

图2是可见光--激光检测电路示意图；

图3是可见光--激光检测传感器原理框图；

具体实施方式

迈克尔逊干涉仪激光条纹变化的自动检测实验装置，在图1所示实施例中，可调光圈1胶粘于有黑色涂层的金属管2中心孔前，可见光--激光检测传感器3和电路板4置于黑色金属管2中，并用胶水固定。可见光--激光检测传感器3输出的脉冲信号通过二芯屏蔽线6连接于航空插头7，壳体5用于与原实验台安装固定。壳体5的形状：有筒状外壳能容纳金属管2，并在一端圆心处有光圈孔，另一端圆心处有屏蔽线，另有柄垂直于外壳。

可见光--激光电路原理见图2：专用可见光--激光检测电路中电阻R1一端接于直流电源+5V，另一端接于专用可见光--激光检测集成电路IC的脚1；电阻R2一端接于+5V，另一端接于专用可见光--激光检测集成电路IC的脚2；可见光--激光检测集成电路的脚3接电源的负极。电阻R3一端接于可见光--激光检测集成电路的脚4，另一端接于电源的负极。航空插头脚1接电源+5V，脚2接于可见光--激光检测集成电路IC的输出端脚2、脚3接电源的负极。航空插头7输出的脉冲信号连接于计数器的输入端，计数器对脉冲(干涉条纹明暗变化次数)自动计数。电源内置于计数器中，见图1，电源参数为输入220V，输出5V/1A，电子计数器内置+5A/1A直流电源，电子计数器有绿色标亮LED显示。

可见光--激光检测传感器(IC)原理见图3：在可见光--激光检测传感器(IC)原理图中，引脚编号1.2.3.4与图2可见光--激光检测电路原理图中IC的编号是一致的。图中。可见光--激光检测传感器(IC)中由恒压电路通过脚1与电源+5V相接，恒压电路输出端接可见光双敏感元件D1和D2及AMP构成的IC内置微信号COMS放大器，其输出端连接整形电路并接脚4，整形电路通过一个电阻连接比较逻辑电路后经脚2、3输出。

该传感器内置可见光双敏感元件，阈值通过外电阻线性可调，直接输出高、低电平，外围电路简单；光谱响应接近人眼函数曲线；内置微信号COMS放大器、高精度电压源和修正电路。利用光传感器采集由氦-氖激光器通过迈克尔逊干涉仪产生的干涉条纹中心原点处的圆斑条纹明暗变化的光信号，并转变为变化的电信号，经过交流放大器把电信号放大，再经过整形、比较逻辑电路把电信号变成标准的矩形脉冲信号，进入推动电子计数器记录脉冲信号并用数字显示激光干涉条纹的明暗变化次数。