本實(shí)用新型涉及實(shí)驗(yàn)裝置領(lǐng)域，具體為一款基于激光平行光管的網(wǎng)絡(luò)牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)儀。

背景技術(shù)：

牛頓環(huán)，又稱“牛頓圈”。在光學(xué)上，牛頓環(huán)是一個(gè)薄膜干涉現(xiàn)象。是牛頓在1675年首先觀察到的。將一塊曲率半徑較大的平凸透鏡放在一塊玻璃平板上，用單色光照射透鏡與玻璃板，就可以觀察到一些明暗相間的同心圓環(huán)。圓環(huán)分布是中間疏、邊緣密，圓心在接觸點(diǎn)。從反射光看到的牛頓環(huán)中心是暗的，從透射光看到的牛頓環(huán)中心是明的。

傳統(tǒng)牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)一般是采用牛頓環(huán)在顯微鏡下觀察的，光源使用的鈉光燈，且實(shí)驗(yàn)只能在實(shí)驗(yàn)室完成，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不足，需要更多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，又要重新回到實(shí)驗(yàn)室，并不能遠(yuǎn)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述問題，提供一款基于激光平行光管的網(wǎng)絡(luò)牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)儀，利用激光光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同時(shí)可以通過網(wǎng)絡(luò)在遠(yuǎn)程完成實(shí)驗(yàn)，提升了實(shí)驗(yàn)效率，省去了往返實(shí)驗(yàn)室的麻煩。

該實(shí)用新型在常用牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了較多的改進(jìn)和拓展，具體包括：

1、加裝了電動(dòng)鼓輪驅(qū)動(dòng)，使實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制；加配了三個(gè)攝像頭，分別讀取刻度尺和鼓輪讀數(shù)，并記錄相應(yīng)的牛頓環(huán)圖像，三個(gè)圖像同時(shí)上傳到用戶控制界面；上述改進(jìn)允許實(shí)驗(yàn)者通過網(wǎng)絡(luò)直接控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

2、設(shè)計(jì)了控制驅(qū)動(dòng)程序（以及相應(yīng)的保護(hù)裝置）和服務(wù)器、用戶界面，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)可以基于互聯(lián)網(wǎng)來完成；

3、改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置，使得我們可以用半導(dǎo)體激光器也可以進(jìn)行牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)；與普通的鈉燈光源相比，激光的相干長(zhǎng)度長(zhǎng)，在普通的牛頓環(huán)裝置上會(huì)得到多個(gè)界面上眾多反射光互相干涉形成的“雜亂”的干涉圖像；我們對(duì)光路結(jié)構(gòu)的多重改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了激光作光源時(shí)，得到“干凈”的單套牛頓環(huán)圖像；因?yàn)榘雽?dǎo)體激光器的壽面遠(yuǎn)長(zhǎng)于鈉燈的壽命，這大大降低了遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)中一直開著設(shè)備所需的成本；

4、開發(fā)了圖像編程軟件，允許學(xué)生計(jì)算通常實(shí)驗(yàn)中得到的以鈉燈為光源的牛頓環(huán)圖像中亮暗條紋的對(duì)比度，以及本實(shí)驗(yàn)中以激光為光源的牛頓環(huán)圖像中亮暗條紋的對(duì)比度，從而讓學(xué)生掌握什么是對(duì)比度，怎么計(jì)算，并探討干涉圖像的對(duì)比度和哪些因素有關(guān)。

該設(shè)備既可以是一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)驗(yàn)，允許學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)便捷地通過網(wǎng)絡(luò)操作實(shí)驗(yàn)裝置，了解什么是牛頓環(huán)，如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；也允許學(xué)生在發(fā)現(xiàn)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在不足時(shí)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等；同時(shí)，該設(shè)備又是一個(gè)入門門檻很低的網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)驗(yàn)建設(shè)的訓(xùn)練平臺(tái)，可以在掌握相關(guān)知識(shí)和技能之后自主開發(fā)其他的網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)驗(yàn)。

本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案：一款基于激光平行光管的網(wǎng)絡(luò)牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)儀，主要包括公共底板、顯微鏡和偏光鏡組件，其特征在于：所述公共底板上分別裝有二維移動(dòng)平臺(tái)、顯微鏡安裝架、攝像頭安裝架、電機(jī)安裝架和若干可調(diào)桿架；所述二維移動(dòng)平臺(tái)可以調(diào)節(jié)在底板上的前后左右位置，二維移動(dòng)平臺(tái)上方通過可調(diào)牛頓環(huán)安裝板支架安裝有牛頓環(huán)安裝板；所述顯微鏡安裝架上安裝顯微鏡，顯微鏡的角度調(diào)節(jié)旋鈕連接同軸的顯微鏡調(diào)節(jié)輪鼓；所述的攝像頭安裝架在底板上設(shè)置兩個(gè)，分別通過攝像頭增高桿托住顯微鏡角度調(diào)節(jié)刻度攝像頭和輪鼓轉(zhuǎn)動(dòng)角度攝像頭；所述的顯微鏡的目鏡上方裝設(shè)顯微鏡目鏡攝像頭；所述電機(jī)安裝架上安裝步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)通過皮帶連接顯微鏡調(diào)節(jié)輪鼓；所述顯微鏡調(diào)節(jié)輪鼓一側(cè)還設(shè)有顯微鏡調(diào)節(jié)鎖緊裝置，在步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)顯微鏡的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行鎖定；所述牛頓環(huán)安裝板位于顯微鏡鏡頭下方；所述若干可調(diào)桿架排成一排，其高度可以調(diào)節(jié)，偏光鏡組件和激光管安裝環(huán)分別裝在不同的可調(diào)桿架上；所述激光管安裝環(huán)內(nèi)安裝激光平行管，激光平行管的光源方向指向牛頓環(huán)；所述顯微鏡目鏡攝像頭、顯微鏡角度調(diào)節(jié)刻度攝像頭和輪鼓轉(zhuǎn)動(dòng)角度攝像頭為網(wǎng)絡(luò)攝像頭；所述步進(jìn)電機(jī)、二維移動(dòng)平臺(tái)和激光平行管還連接相應(yīng)的控制電路，并可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。

本實(shí)用新型所述的底板下四個(gè)角上裝有可升降的可調(diào)機(jī)腳，底板邊緣裝有底板護(hù)板。

本實(shí)用新型所述的攝像頭增高桿可彎曲和自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

本實(shí)用新型所述的可調(diào)桿架數(shù)量至少包含三個(gè)，偏光鏡組件可以選擇其中的可調(diào)桿架進(jìn)行安裝。

本實(shí)用新型所述的激光平行管為前段為圓柱形結(jié)構(gòu)，其在激光管安裝環(huán)上的安裝位置可以左右調(diào)節(jié)。

本實(shí)用新型所述的底板上裝有若干插座，通過底板內(nèi)部走線至步進(jìn)電機(jī)、二維移動(dòng)平臺(tái)和激光平行管。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：本實(shí)用新型通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)顯微鏡調(diào)節(jié)輪鼓和網(wǎng)絡(luò)攝像頭的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)，提升了實(shí)驗(yàn)效率，省去了往返實(shí)驗(yàn)室的麻煩；同時(shí)將普通的鈉光源更換成激光光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提升了實(shí)驗(yàn)效果。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為圖1的正面視圖。

圖3為圖1的俯視圖。

在圖中，公共底板1、二維移動(dòng)平臺(tái)2、顯微鏡安裝架3、攝像頭安裝架4、可調(diào)桿架5、電機(jī)安裝架6、步進(jìn)電機(jī)7、可調(diào)牛頓環(huán)安裝板支架8、牛頓環(huán)安裝板9、牛頓環(huán)10、顯微鏡11，顯微鏡調(diào)節(jié)鎖緊裝置12、攝像頭增高桿13、顯微鏡角度調(diào)節(jié)刻度攝像頭14、輪鼓轉(zhuǎn)動(dòng)角度攝像頭15、顯微鏡目鏡攝像頭16、顯微鏡調(diào)節(jié)輪鼓17、激光管安裝環(huán)18和激光平行管19、偏光鏡組件20、可調(diào)機(jī)腳21、皮帶22、插座23、底板護(hù)板24。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1-3所示，本實(shí)用新型是這樣來工作和實(shí)施的，一款基于激光平行光管的網(wǎng)絡(luò)牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)儀，主要包括公共底板1、顯微鏡11和偏光鏡組件20，其特征在于：所述公共底板1上分別裝有二維移動(dòng)平臺(tái)2、顯微鏡安裝架3、攝像頭安裝架4、電機(jī)安裝架6和4個(gè)可調(diào)桿架5；所述二維移動(dòng)平臺(tái)2可以調(diào)節(jié)在底板1上的前后左右位置，二維移動(dòng)平臺(tái)2上方通過可調(diào)牛頓環(huán)安裝板支架8安裝有牛頓環(huán)安裝板9，牛頓環(huán)10置于牛頓環(huán)安裝板9上；所述顯微鏡安裝架3上安裝顯微鏡11，顯微鏡的角度調(diào)節(jié)旋鈕連接同軸的顯微鏡調(diào)節(jié)輪鼓17；所述的攝像頭安裝架4在底板1上設(shè)置兩個(gè)，分別通過攝像頭增高桿13托住顯微鏡角度調(diào)節(jié)刻度攝像頭14和輪鼓轉(zhuǎn)動(dòng)角度攝像頭15；所述的顯微鏡11的目鏡上方裝設(shè)顯微鏡目鏡攝像頭16；所述電機(jī)安裝架6上安裝步進(jìn)電機(jī)7，步進(jìn)電機(jī)7通過皮帶22連接顯微鏡調(diào)節(jié)輪鼓17；所述顯微鏡調(diào)節(jié)輪鼓17一側(cè)還設(shè)有顯微鏡調(diào)節(jié)鎖緊裝置12，在步進(jìn)電機(jī)7停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)顯微鏡11的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行鎖定；所述牛頓環(huán)安裝板9位于顯微鏡11的鏡頭下方；所述4個(gè)可調(diào)桿架5排成一排，每個(gè)可調(diào)桿架5高度可以調(diào)節(jié)，偏光鏡組件20和激光管安裝環(huán)18分別裝在不同的可調(diào)桿架5上；所述激光管安裝環(huán)18內(nèi)安裝激光平行管19，激光平行管19的光源方向指向牛頓環(huán)10；所述顯微鏡目鏡攝像頭16、顯微鏡角度調(diào)節(jié)刻度攝像頭14和輪鼓轉(zhuǎn)動(dòng)角度攝像頭15均為網(wǎng)絡(luò)攝像頭；所述步進(jìn)電機(jī)7、二維移動(dòng)平臺(tái)2和激光平行管19還連接相應(yīng)的控制電路，并可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。

本實(shí)用新型所述的底板1下四個(gè)角上裝有可升降的可調(diào)機(jī)腳21，底板1的邊緣裝有底板護(hù)板24。

本實(shí)用新型所述的攝像頭增高桿13可彎曲和自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

本實(shí)用新型所述的可調(diào)桿架5的數(shù)量為4個(gè)，偏光鏡組件20可以選擇其中的可調(diào)桿架5進(jìn)行安裝。

本實(shí)用新型所述的激光平行管19為前段為圓柱形結(jié)構(gòu)，其在激光管安裝環(huán)18上的安裝位置可以左右調(diào)節(jié)。

本實(shí)用新型所述的底板上裝有3個(gè)插座，通過底板內(nèi)部走線至步進(jìn)電機(jī)6、二維移動(dòng)平臺(tái)2和激光平行管19。

實(shí)驗(yàn)人員通過網(wǎng)絡(luò)利用相應(yīng)的控制電路對(duì)步進(jìn)電機(jī)7、二維移動(dòng)平臺(tái)2和激光平行管19進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，再利用顯微鏡目鏡攝像頭16、顯微鏡角度調(diào)節(jié)刻度攝像頭14和輪鼓轉(zhuǎn)動(dòng)角度攝像頭15同步的獲取相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖像。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。