光學元件同軸等高的調(diào)節(jié)和判斷方法

1、光學元件同軸等高的調(diào)節(jié)和判斷方法Adjustment and Determination Method of Coaxial and Equal Altitude of Optics ElementsPAN Bao-zhu LI Bo-wen LAN Xin-hui CHEN Tian-hao TANG Jing*(Nantong University, Nantong Jiangsu *, China)【Abstract 】The small size beam from a laser which passes through a hole can be seen as light ray

2、.The method to determine the optical axis is that adjusting two holes coaxial and equal altitude firstly.The secondly, the laser is adjusted to make the laser ray pass through two holes , which has some distance apart.When the transmitted ray passes through the hole and the reflected ray returns to

3、the other hole, the optical axis is determined;and visualization of the optical axis is realized.For a lens, when transmitted ray travels along the optical axis, it does not alter the direction;and the reflected ray returns along the original path.Based on this, optical elements such as a convex len

4、s and a concave lens in the optical system can be independently adjusted to coaxial and equal altitude.This method reduces the difficulty of coaxial adjustment and judgment of optical elements greatly, and can significantly improve the work efficiency significantly.【Key words 】Optics;Experiment;Coax

5、ial and equal altitude adjustment;Laser1原理激光器是人類20世紀最偉大的發(fā)明之一，被稱為“最快的刀”、 “最準的尺”、“最亮的光”。激光器發(fā)射的激光是朝一個方向射出的， 光束的發(fā)散角極小，大約只有0.001弧度。一般光學實驗中光路并不 是很長（一般小于5米）或很短（大于0.1米），透鏡的口徑一般大于 20毫米，利用小孔進一步縮小激光束直徑后（小孔直徑一般1毫米 左右為宜），出射光束完全可以看做是一條光線。當光線在空氣以及 透鏡等光學元件中傳播時，滿足直線傳播定律、折射定律和反射定律 等。對于透鏡，光線沿著光軸傳播時，不改變光的傳播方向，反射光 線沿原路返

6、回。2調(diào)節(jié)過程通常光學實驗的光學系統(tǒng)搭建在導軌上，光學元件通過光學調(diào)整 架與滑塊相連，滑塊可在導軌上固定或移動，也可從導軌上拿開。光 學調(diào)整架指的是各種桿架、支撐桿、鏡架、平移臺以及夾持器等，主 要用于解決光學元件的夾持和調(diào)整。具體調(diào)節(jié)過程和判斷方法如下：（1）節(jié)2個小孔同軸等高將支撐激光器1與小孔1的滑塊6靠近并緊固在導軌6上，如 圖1所示。粗調(diào)小孔1或激光器的支撐桿3到適當?shù)母叨?，讓激光?中心穿過小孔1;將調(diào)整好的小孔1連同滑塊一起從導軌上拿掉，輕輕 放到一旁待用;將小孔2連同滑塊一起放置到小孔1滑塊相同的位置 并緊固，調(diào)整小孔2使激光束中心穿過小孔，將調(diào)整好的小孔2連同 滑塊一起從導軌

7、上拿掉，輕輕放到一旁待用。（2）調(diào)節(jié)激光器使激光束水平將調(diào)整好的小孔1和小孔2連帶滑塊一起輕輕放到導軌上，使兩 小孔之間間隔適當距離，一般達到導軌長度的80%左右，固定緊支撐 小孔的滑塊，如圖1所示。觀察激光束是否過兩小孔，如果不穿過， 則通過調(diào)節(jié)激光器的三點夾持鏡架2上的兩個2個螺絲（實現(xiàn)激光束 傾斜和俯仰調(diào)節(jié)）、精密調(diào)節(jié)桿架4 （實現(xiàn)激光束豎直方向的平移）以 及平移臺5（實現(xiàn)激光束水平方向的平移），直到激光束中心均穿過兩 小孔為止。激光束水平調(diào)整完成以后，激光器不能再調(diào)節(jié)。（3）調(diào)節(jié)透鏡與激光束同軸等高將透鏡8安裝在調(diào)整架上連同滑塊一起放在已調(diào)整好的兩小孔 中間并緊固在導軌上，如圖2所示。

8、通過調(diào)節(jié)支撐透鏡精密調(diào)節(jié)桿架10 （實現(xiàn)透鏡豎直方向的平移）以及平移臺11 （實現(xiàn)透鏡水平方向的 平移），使激光束透射光斑穿過小孔2;觀察激光束經(jīng)過透鏡表面后的 反射光斑的中心，如果不能返回到小孔1,需要繼續(xù)調(diào)節(jié)透鏡的三點 夾持鏡架9上的兩個2個螺絲（實現(xiàn)透鏡傾斜和俯仰調(diào)節(jié)）、精密調(diào) 節(jié)桿架（實現(xiàn)透鏡束垂直方向的平移）以及平移臺（實現(xiàn)透鏡束水平 方向的平移），直到激光束經(jīng)過透鏡的透射光斑中心穿過小孔2以及 反射光斑中心落在小孔1上為止。將調(diào)整好的透鏡連帶滑塊一起從導 軌上拿掉，輕輕放到一旁待用。凹透鏡和凸透鏡調(diào)節(jié)方法相同。（4）調(diào)節(jié)物屏和光屏與激光束同軸等高調(diào)節(jié)物屏和光屏與激光束同軸等高指的是

9、將物屏12 （成像的目 標物）或光屏連同滑塊一起放在兩小孔中間并緊固在導軌上，調(diào)節(jié)物 屏或光屏的高度讓激光束光斑落到物屏或光屏的中間，如圖3所示。 用一反射鏡13輕貼到物屏或光屏上，旋轉(zhuǎn)物屏使激光束光斑經(jīng)反射 鏡返回并穿過小孔，拿掉反射鏡激光束光斑仍在物屏或光屏中間，則 完成物屏或光屏的調(diào)節(jié)，將物屏或光屏連同滑塊一起拿起輕輕放到一 旁待用。棱鏡、反射鏡以及其它的平面類光學元件的同軸等高可參照物屏 和光屏的調(diào)節(jié)和判斷方法;由于棱鏡和反射鏡表面可以直接反光，因 此在調(diào)節(jié)時無需再另加反射鏡。3結論這種基于導軌、滑塊的光學元件同軸等高的調(diào)節(jié)和判斷方法主要 包括（1）調(diào)節(jié)2個小孔同軸等高，（2）調(diào)節(jié)激光器使激光束水