[发明专利]非均匀介质中光传输特性实验装置与实验方法

权利要求书

1.一种非均匀介质中光传输特性实验装置，包括设置在底座(9)上的多路温度测试仪(7)和内装有水的透明水槽(5)，设置在透明水槽(5)内的左侧壁上安装有半导体制冷片(2)的半导体制冷片支架(1)，半导体制冷片支架(1)和半导体制冷片(2)浸入水中，设置在透明水槽(5)前侧外底座(9)上安装有半导体激光器(11)的激光器支架(10)，其特征在于：包括设置在透明水槽(5)内的前侧壁、后侧壁上各1个梯度板支架(3)，设置在梯度板支架(3)上的梯度板(4)，设置在透明水槽(5)右侧壁外上的坐标板(6)，它还包括设置在底座(9)上的径迹测量器(8)。

2.根据权利要求1所述的非均匀介质中光传输特性实验装置，其特征在于：所述的梯度板支架(3)的几何形状为∏形，两个梯度板支架(3)的开口端相对设置，两个梯度板支架(3)的竖直中心线位于同一个平面内、且与透明水槽(5)的底面垂直，在梯度板支架(3)的下部加工有销轴槽孔或3个销轴孔，销轴孔或销轴槽孔的中心线位于同一条直线上且与透明水槽(5)的底面垂直。

3.根据权利要求1所述的非均匀介质中光传输特性实验装置，其特征在于：所述的梯度板(4)是高度为10～14cm的有机玻璃板，梯度板(4)的水平中心线与半导体制冷片(2)的水平中心线在同一水平面内。

4.根据权利要求1所述的非均匀介质中光传输特性实验装置，其特征在于所述的径迹测量器(8)为：在底板(8-1)上设置有观测管(8-2)，观测管(8-2)的中心线与底板(8-1)垂直，观测管(8-2)用不透光材料制成，观测管(8-2)的内径为1～3mm、长度为30～50mm。

5.一种使用权利要求1的非均匀介质中光传输特性实验装置的实验方法，其特征在于由下述步骤组成：

1)在透明水槽(5)内加入水，梯度板支架(3)上安装高度为10～14cm的梯度板(4)，多路温度测试仪(7)放置于底座(9)上，将多路温度测试仪(7)的温度传感器放入梯度板(4)与透明水槽(5)右侧壁之间水中；

2)调整半导体激光器(11)的位置，使半导体激光器(11)射出的激光束处于距离透明水槽(5)底面高度为13cm的水平面上、并平行于梯度板(4)，通过梯度板(4)与透明水槽(5)右侧壁之间的水域；

3)接通半导体制冷片(2)和多路温度测试仪(7)的电源，多路温度测试仪(7)开始采集水中竖直方向的温度分布变化的数据，观察激光束径迹的变化情况；当半导体制冷片(2)通电60～70分钟后，激光束径迹的弯曲程度不再变化，同时通过多路温度测试仪(7)观测透明水槽(5)内水中竖直方向的温度分布变化的数据，继续采集温度分布至100分钟，得到梯度板(4)与透明水槽(5)右侧壁之间水中竖直方向的温度梯度曲线；

4)透明水槽(5)内水中竖直方向的温度梯度稳定后，测量水中激光束径迹，将径迹测量器(8)在坐标板(6)上从激光束在透明水槽(5)的入射处沿激光束的径迹移动到透明水槽(5)上激光束的出射处，在坐标板(6)上横坐标每隔1cm用径迹测量器(8)观测管(8-2)读取一次观测点处激光束在坐标板(6)上的纵坐标，得到激光束在温度梯度场中的传输径迹。