[实用新型]入瞳‑出瞳共轭关系演示仪

说明书

技术领域

本实用新型属于一种教学仪器，特别涉及一种入瞳-出瞳共轭关系演示仪。

背景技术

在大学课程《应用光学》、《几何光学》、《工程光学》及其他相关教学过程中，入瞳和出瞳是光学系统中非常重要的概念，两者之间为共轭关系，教师通常采用语言描述和图示的方法把知识传授给学生，学生无法直观的观察到入瞳和出瞳的共轭位置关系，如能开发出一种教学仪器，可直观演示光学系统的入瞳和出瞳的共轭关系，对教学内容和手段会是非常有益的补充和辅助。

发明内容

本实用新型针对现有光学演示仪器存在的不足，提供一种能有效的帮助学生直观地理解光学系统中入瞳和出瞳的共轭关系的演示仪。

实现本实用新型发明目的的技术方案是提供一种入瞳-出瞳共轭关系演示仪，它包括激光器、物镜、准直透镜、平面反射镜、旋转台、第一片正透镜、第二片正透镜、白板和滑轨；激光器产生的光束经物镜和准直透镜扩束后得到准直光束，平面反射镜置于旋转台上；平面反射镜、第一片正透镜和第二片正透镜的焦距均为f，两片正透镜相距2f，构成4f光学系统，所述的准直光束被平面反射镜反射，进入4f光学系统；平面反射镜的中心置于第一片正透镜的前焦点，白板置于滑轨上，滑轨与4f光学系统的光轴平行且穿过第二片正透镜的后焦面，在白板上显示出射光斑。

在本实用新型技术方案中，白板滑至第二片正透镜的后焦面，转动旋转台改变平面反射镜与所述的准直光束的角度，白板上显示的出射光斑的大小和位置不变。白板偏离第二片正透镜的后焦面，转动旋转台改变平面反射镜与所述的准直光束的角度，白板上显示的出射光斑的位置发生变化。

本实用新型提供的入瞳-出瞳共轭关系演示仪，将平面反射镜的中心和白板置于4f光学系统的物象共轭位置，分别对应该光学系统的入瞳和出瞳位置。激光器产生的光束经物镜和准直镜扩束为一定口径的准直光束，该光束被平面反射镜反射，传播方向改变后进入4f光学系统，在白板上可观察到出射光斑。由于平面反射镜的中心和白板置于4f光学系统的物象共轭位置，利用转台使平面反射镜绕以其中心为轴旋转，可控制反射光束的角度，使不同入射角的准直激光束进入光学系统，因此该光学系统的入瞳位于平面反射镜中心处，入瞳尺寸由准直光束尺寸决定。同时白板即为该系统的出瞳位置。由于旋转平面反射镜仅改变入射光束的角度，不改变入瞳的位置和光束的口径，因此在旋转平面反射镜的过程中，可明显的观察到出瞳位置即白板上的光斑保持位置和大小不变。将白板偏离出瞳位置，此时白板和入瞳不再处于共轭位置，再次旋转平面反射镜，可观察到白板上光斑的位置随平面反射镜的旋转发生变化。

本实用新型提供的演示仪，演示现象明显，可直观地向学生演示光学系统中入瞳和出瞳的共轭位置对应，丰富了教学手段，使教学内容更加直观化。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种入瞳-出瞳共轭关系演示仪的结构示意图。

图中，1、激光器；2、物镜；3、准直镜；4、平面反射镜；5、旋转台；6、第一片正透镜；7、第二片正透镜；8、白板；9、滑轨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案作进一步的阐述。

实施例1

本实施例提供一种入瞳-出瞳共轭关系演示仪。

参见附图1，它为本实施例提供的一种入瞳-出瞳共轭关系演示仪的结构示意图；激光器1产生的光束经物镜2和准直镜3扩束为一定口径的准直光束，平面反射镜4置于旋转台5上，准直光束被平面反射镜4反射，传播方向改变后进入由第一片正透镜6和第二片正透镜7构成的4f光学系统，白板8可在滑轨9上滑动，滑轨9与4f光学系统的光轴平行，在白板8上可观察到出射光斑。平面反射镜4的中心位于第一片正透镜6的前焦点，白板8滑动至第二片正透镜7的后焦面，白板8的中心与第二片正透镜7的后焦点重合，即平面反射镜4的中心和白板8置于4f光学系统的物象共轭位置。

采用该演示仪演示入瞳-出瞳共轭关系时，利用旋转台5使平面反射镜4绕以其中心为轴旋转，可控制反射光束的角度，使不同物方孔径角的准直激光束进入光学系统，因此该光学系统的入瞳位于平面反射镜4中心处，入瞳尺寸由准直光束尺寸决定。同时白板8即为该系统的出瞳位置。由于旋转平面反射镜4仅改变入射光束的角度，不改变入瞳的位置和光束的口径，因此在旋转平面反射镜4的过程中，可明显的观察到出瞳位置即白板8上的光斑保持位置和大小不变。将白板8滑行至偏离出瞳位置，此时白板8和入瞳不再处于共轭位置，再次旋转平面反射镜4，可观察到白板8上光斑的位置随平面反射镜4的旋转发生变化。