[实用新型]基于声光效应的波长测量系统

说明书

本实用新型涉及波长测量技术领域，特别是一种基于声光效应的波长测量系统。激光器光源、声光功率信号源、声光器件、频率计和单反相机，所述声光器件设置于所述激光器光源与所述单反相机之间，所述声光器件中心设有通光孔，所述激光器光源输出激光的光轴与所述通光孔中心及单反相机屏幕中心重合，所述频率计的频率信号输入端与所述声光功率信号源的频率信号输出端电连接，所述声光功率信号源的控制信号输出端与声光器件的控制信号接收端电连接。利用超声波形成稳定光栅，建立单色光波长、电调制频率以及衍射亮斑间距之间的关系。测量范围广，从而可有效减小实验误差。

技术领域

本实用新型涉及波长测量技术领域，特别是一种基于声光效应的波长测量系统。

背景技术

目前测量单色光波长的方法和手段主要有：

(1)用迈克尔逊干涉仪测量法：该方法利用分振幅法产生双光束实现干涉，通过调节可实现等厚干涉和等倾干涉，广泛用于长度和折射率的测量，近代物理中有重要作用。但迈克尔逊干涉仪的调节过程复杂且该方法易受光环境因素的干扰，导致实验结果产生误差。

(2)利用透射光栅的双缝干涉法：由于分光计可用来精确测量折射率、光栅的色散、光栅常数、光波波长等物理量，所以在分光计上用透射光栅测量光波波长，是较为精密的一个测量方法。但使用该方法进行光波波长的测量时，存在光谱重叠问题。不同波长的入射光会产生与之相对应的条纹，可能导致光谱中不同级数的谱线进行叠加；其次，由于光源的谱线宽度问题，光栅无法轻易地将波长很接近的两条谱线分辨出来。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种简单快捷，且测量精度高的基于声光效应的波长测量系统。

对于本实用新型一种基于声光效应的波长测量系统，其采用的技术手段为，包括：激光器光源、声光功率信号源、声光器件、频率计和单反相机，所述声光器件设置于所述激光器光源与所述单反相机之间，所述声光器件中心设有通光孔，所述激光器光源输出激光的光轴与所述通光孔中心及单反相机中心重合，所述频率计的频率信号输入端与所述声光功率信号源的频率信号输出端电连接，所述声光功率信号源的控制信号输出端与声光器件的控制信号接收端电连接。

进一步的，所述声光器件的声光介质为钼酸铅，压电换能器材料为铌酸锂晶体。

进一步的，所述声光器件中声光介质的有效长度和宽度分别为1.7cm和1.4cm，通光孔有效直径为1.8mm。

进一步的，还包括升压稳压模块，所述升压稳压模块的电源信号输出端与声光功率信号源的供电输入端电连接。

进一步的，所述单反相机为光屏或单反相机，在波长测量过程中，先采用光屏作为单反相机以判断是否发生布拉格衍射，后采用单反相机作为单反相机以捕捉衍射图像，计算零级衍射光与上一级衍射光的距离。

本实用新型的有益效果是：

(1)利用超声波形成稳定光栅，借助可控光波相位空间调制的思想，建立单色光波长、电调制频率以及衍射亮斑间距之间的关系。而改变电调制频率可获得系列数据，可调节声波频率实现多种单色波长测量，测量范围广，从而可有效减小实验误差。

(2)选用稳定的、声光因数大的钼酸铅作为声光器件的主要制作材料，成本低且较易获得理想的衍射效率，不易受到环境因素变化的干扰，实验测量精度较高。

(3)工业相机采集图像，用MATLAB拟合函数图像，精度高，操作耗时短。

附图说明

图1为一种基于声光效应的波长测量系统连接示意图；

图2为单反相机中衍射图像上的光斑示意图；

图3为MATLAB拟合的函数图像；