Vorobyev_Volnovaya_optika_Difraktsia

19.Оценка радиуса когерентности излучения лазера

20.Измерение малых деформаций и модуля Юнга

38.Спектральные параметры дифракционной решетки

2.ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ Источники излучения:

1.Одномодовый гелий-неоновый лазер

121

3. СОСТАВ ИЗДЕЛИЯ

Комплексы ЛКО-1 содержат три уровня организации, отвечающих методической целесообразности, и выделенных конструктивно:

-оптическая база, обеспечивающая создание и разводку оптического излучения, размещение функциональных модулей на оптической оси установки с перемещением вдоль оптической оси, размещение вспомогательных и неиспользуемых узлов, электропитание;

-набор функциональных модулей, обеспечивающий необходимые преобразования лазерного пучка, регистрацию излучения, установку и перемещение исследуемых объектов в пучке излучения;

-набор изучаемых объектов, обеспечивающий наблюдение и изучение оптических явлений.

СОСТАВ КОМПЛЕКСОВ ЛКО-1 И ЛКО-1А И комплекта МРО-4

НАБОР ОБЪЕКТОВ

Набор объектов включает оптические элементы, установленные в прямоугольных экранах, на которых нанесен номер объекта. Некоторые объекты (кюветы) используются без экранов.

КОМПЛЕКТ ЗИП

Комплект содержит запасные шкалы на липкой пленке.

4. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Общий вид установки ЛКО-1 (ЛКО-1А) приведен на рис.1. Обозначения позиций на рисунке соответствуют номерам элементов установки в перечне состава изделия (стр. 3).

124

Рис. 1. Лабораторный оптический комплекс ЛКО-1 (ЛКО-1А)

ОПТИЧЕСКАЯ БАЗА

Каркас установки состоит из двух боковин 1.1, стянутых оптической скамьей 3, плитой-основанием и задней стенкой. В полости каркаса размещены коробки с объектами. Оптическая скамья 3, состоит из двух рельс со шкалой с ценой деления 2 мм. Оптическая ось установки расположена симметрично относительно оптической скамьи на высоте 45 мм от верхнего края рельс. На рельсах устанавливается на рейтере верхнее зеркало (модуль 2, поз.7). На правой боковине каркаса установлена клемма заземления.

Лазер подвешен под оптической скамьей. Излучение лазера выводится на оптическую ось с помощью зеркал модуля 1 и модуля 2, С помощью отражателя модуля 3 исследуемое излучение направляется на экран, расположенный на задней стенке каркаса.

В полости каркаса размещена сеть электропитания, подключенная к блоку питания установки. Питание выведено на четыре разъема типа СГ-5, два - вблизи боковой стенки каркаса и два - у задней стенки, Назначение контактов разъемов:

1- сигнал фотоприемника;

2- общий 3- питание "+12В" (питание лазера и фоторегистратора)

3- питание " -" полупроводникового лазера (выход регулятора тока) 3- питание "-15В"

Еще один разъем, обозначенный "ИСТ. ПИТ." с таким же назначением контактов установлен на панели блока питания. Одноименные контакты

125

разъемов соединены параллельно. К одному из разъемов подключается полупроводниковый лазер, к другому - фоторегистратор.

Блок питания занимает левую часть полости под оптической скамьёй. На панели блока (рис.2) помещён разъём питания, обозначенный "ИСТ. ПИТ", реостат, обозначенный "ТОК", и два гнезда питания фонарей, обозначенные "ФОНАРЬ", с указанием полярности. Реостат регулирует ток лазера в пределах 0-80 мА и ток питания фонарей, при этом максимуму тока лазера отвечает минимум тока подключённого к соответствующим гнёздам фонаря.

Рис. 2. Блок питания

На той же панели размещены сетевые предохранители на 1 А и тумблер включения питания "СЕТЬ". Кабель сетевого питания вставляется через отверстие в задней стенке каркаса и подключается к разъёму на задней стенке блока питания.

Правую часть полости под оптической скамьёй в ЛКО-1 и ЛКО-IА занимает блок питания газового лазера с единственным органом управления - тумблером включения газового лазера.

На задней стенке каркаса помещён экран 1.4. Он содержит шкалу длиной 73 см с ценой деления 1 мм. Ноль шкалы экрана расположен напротив ноля линейки оптической скамьи (смещение не более 1 мм). Над шкалой изображены два визирных креста с координатами 13,0 и 70,0 см, используемые при настройке установки. Центры крестов находятся, на уровне оптической оси установки.

126

На рис. 3 показана схема вывода излучения лазера 4. на оптическую ось установки.

Рис. 3. Схема вывода излучения лазера

Пучок излучения вначале отражается от грани призмы 6.1 модуля 1, затем от зеркала 7.1 модуля 2. Призма 6.1 установлена на поворотном кронштейне 6.3 и поворачивается рукояткой 6.2., выведенной через панель блока питания (поз. 6.2 на рис.2). При вращении ручки (перемещении выведённого конца вверх-вниз) точка А ввода луча смещается по горизонтали. При перемещении рейтера с установленным на нём модулем 2 по оптической скамье (стрелки Б-Б на рис.3) точка А ввода луча смещается по вертикали. При повороте зеркала 7.1 с помощью винта 7.2 луч поворачивается в вертикальной плоскости. При повороте кронштейна 7.4 с помощью рукоятки 7.3 луч поворачивается в горизонтальной плоскости. Таким образом, достигается требуемое положение и направление луча. Грубую настройку рукояткой 7.3 уточняют винтом плавной настройки 7.5 (рис.4).

Осветитель с мощной лампой накаливания (5-20 Вт) поставляется по заказу и устанавливается на боковине каркаса (рис.4).

127

Рис 4. Модуль 2 «3еркало верхнее» и модуль 21 «Оветитель»

1корпус осветителя;

2- винт для смещения лампы при фокусировке;

3- винты смещения пучка света на выходе фонаря,

4- кассета для светофильтров.

Верхнее зеркало на рис. 4 показано в положении для вывода излучения лазера на оптическую ось установки. Для вывода излучения осветителя на оптическую ось установки нужно рукоятку 7.3 верхнего зеркала (модуля 2) повернуть в горизонтальное положение.

В кассету 4 устанавливается модуль 28 «Блок светофильтров»

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МОДУЛИ

Функциональные модули размещены в держателях и установлены на рейтерах. Рейтеры обеспечивают установку модулей на оптической скамье и перемещение модулей вдоль оптической скамьи. Держатели обеспечивают юстировочные перемещения модулей. Номера модулей нанесены на их корпусах.

128

Рис. 5. Двухкоординатный держатель

Рис. 6. Поворотный держатель

Двухкоординатный держатель (рис.5) состоит из корпуса 1 и обоймы 2, удерживаемой плоской пружиной 3 и перемещаемой двумя винтами 4 и 5 в пределах 2 мм от среднего положения по горизонтали и по вертикали. Корпус закреплен на рейтере 6. Обойма может поворачиваться на произволь-

129

ный угол вокруг горизонтальной оси (оптической оси установки). Такие держатели имеют модули 5, 6, 8.

Поворотный держатель (рис.6) состоит из корпуса 1 и обоймы 2, соединенной с круговой шкалой 3. Поворот обоймы вокруг оси О-О производится рукояткой 4. Отсчет угловых координат производится по основной шкале 3 (цена деления 2º) и нониусу 5 (цена деления 0,5º). Рычаг 6 поворачивают до совпадения его горизонтальной риски с одним из делений основной шкалы и снимают отсчет по основной шкале. К полученному значению прибавляют отсчет по нониусу. Таким методом можно снимать отсчеты с разрешением 0,1º при погрешности порядка 0,2º. Углы поворота определяют как разности угловых координат.

Для введения модуля в оптическую схему следует поставить соответствующий рейтер на оптическую скамью. При необходимости рейтер может быть закреплен на оптической скамье винтом.

На рейтерах нанесены риски, определяющие положение характерных точек модулей и позволяющие определять координаты этих точек по шкале оптической скамьи.

МОДУЛЬ 3 (микропроектор, рис.7) предназначен для наблюдения на экране установки мелкомасштабных распределений интенсивности и изучаемых объектов, а также для измерения размеров объектов и распределений интенсивности.

На рис.8 приведен вид сверху на этот модуль, установленный на оптической скамье 2. Объекты или распределения интенсивности, расположенные в объектной плоскости F кассеты 1, изображаются линзой 3 на экране 6. Необходимый для этого поворот пучка осуществляется отражением от зеркала 8, закрепленного на кронштейне 9. Риска 4 указывает положение объектной плоскости F.

Оправа линзы перемещается винтом с отсчетным барабаном 5, при этом изображение объекта перемещается по экрану 6. Перемещение (сканирование) изображения мимо окна фотодатчика позволяет измерить распреде-

130