基于液體中導(dǎo)激光傳導(dǎo)的演示平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于液體中導(dǎo)激光傳導(dǎo)的演示平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]在激光教學(xué)以及激光研究中，經(jīng)常需要研究激光在水柱中的傳播性能，分析激光在液柱中的傳播方法。單純從理論上對(duì)學(xué)生們進(jìn)行講解是非?？菰锏模也灰子诶斫?，如何直觀、形象地將其傳播性能現(xiàn)象直觀地展示出來，是目前迫切需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、形象直接且便于理解的基于液體中導(dǎo)激光傳導(dǎo)的演示平臺(tái)。
[0004]本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種基于液體中導(dǎo)激光傳導(dǎo)的演示平臺(tái)，包括液體循環(huán)補(bǔ)給裝置和激光照射裝置，液體循環(huán)補(bǔ)給裝置包括儲(chǔ)水罐、水瓶、水槽和水泵，儲(chǔ)水罐通過虹吸管與水瓶相連通，該水瓶的下部側(cè)壁上制有通孔，水瓶?jī)?nèi)的水通過該通孔形成一個(gè)弧形水柱流入到水槽內(nèi)，儲(chǔ)水罐通過水泵管與水泵相連接，該水泵安裝在水槽內(nèi)并將水槽內(nèi)的水輸出至儲(chǔ)水罐內(nèi)，所述的激光照射裝置包括激光角度調(diào)整器和安裝在該激光角度調(diào)整器上的激光器，該激光器射出的激光束照射在水瓶與水槽之間的弧形水柱上。
[0006]而且，所述的激光角度調(diào)整器為機(jī)械式角度調(diào)整器。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0008]本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，能夠?qū)崿F(xiàn)演示穩(wěn)定液壓下激光在水柱中傳播的現(xiàn)象，并可模擬光纖傳導(dǎo)，從而分析激光在液柱中傳播時(shí)如何使折射光最少，損耗最低。將此演示平臺(tái)作為教學(xué)使用，能夠直觀清晰地反應(yīng)激光在液柱中的傳播方法；同時(shí)，其液體循環(huán)補(bǔ)給裝置也可以滿足許多循環(huán)液體裝置水壓穩(wěn)定、流速不變的要求。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是水瓶與水槽的關(guān)系示意圖；；
[0011]圖3是儲(chǔ)水槽和水瓶的關(guān)系不意圖；
[0012]圖4是水泵與水槽的關(guān)系示意圖；
[0013]圖5是激光器與光柱角度的關(guān)系示意圖；
[0014]圖6是機(jī)械式角度調(diào)整器的原理示意圖；
[0015]圖7是激光器的旋轉(zhuǎn)角度示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述。
[0017]一種基于液體中導(dǎo)激光傳導(dǎo)的演示平臺(tái)，包括液體循環(huán)補(bǔ)給裝置和激光照射裝置，如圖1所示，液體循環(huán)補(bǔ)給裝置包括儲(chǔ)水罐1、水瓶3、水槽7和水泵7，儲(chǔ)水罐通過虹吸管2與水瓶相連通，該水瓶的下部側(cè)壁上制有通孔，水瓶?jī)?nèi)的水通過該通孔形成一個(gè)弧形水柱流入到水槽內(nèi)，儲(chǔ)水罐通過水泵管4與水泵相連接，該水泵安裝在水槽內(nèi)并將水槽內(nèi)的水輸出至儲(chǔ)水罐內(nèi)。所述的激光照射裝置包括機(jī)械式角度調(diào)整器和安裝在該調(diào)整器上的激光器，該激光器射出的激光束照射在水瓶與水槽之間的弧形水柱上。
[0018]液體循環(huán)補(bǔ)給裝置運(yùn)用了壓強(qiáng)及虹吸原理實(shí)現(xiàn)。如圖2所示，液體循環(huán)補(bǔ)給裝置應(yīng)該保證在進(jìn)行激光照射液柱現(xiàn)象時(shí)，液柱的曲率不發(fā)生變化，從而易于觀察。故水流的出水口(點(diǎn)a)所受壓強(qiáng)p2=p0+pl-p (p0為瓶?jī)?nèi)大氣壓，pi為瓶?jī)?nèi)水壓，P為瓶外大氣壓)需為一個(gè)的不變的數(shù)值，從而達(dá)到液柱曲率不變的目的。因?yàn)槠客獯髿鈮篜為定值，同時(shí)要求Pl為定值，PO也需為定值，從而想到密封瓶口達(dá)到使PO不變的目的。此時(shí)，瓶?jī)?nèi)大氣壓p0與瓶外大氣壓P相等，從而抵消得到p2=pl,p2=pl=gh。因?yàn)樗拿芏扰c重力加速度g為定值，所以h決定了 pi也就是出水口處所受壓強(qiáng)的大小，當(dāng)h為定值是，pi也為定值，即水柱曲率為定值。運(yùn)用到了氣體壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)與大氣壓的原理。
[0019]水瓶?jī)?nèi)出水口的壓強(qiáng)，如圖3所示。為了使液體循環(huán)補(bǔ)給裝置穩(wěn)定，保證儲(chǔ)水槽中的水面高度保持不變，將儲(chǔ)水槽密封，再使虹吸管(y管)和水泵管(X管)通入儲(chǔ)水槽。此時(shí)，槽內(nèi)的大氣壓Pl為定值，當(dāng)水泵管X把液柱的水在點(diǎn)c泵回儲(chǔ)水槽時(shí)，儲(chǔ)水槽內(nèi)的水量增加了，但水槽內(nèi)大氣壓Pl為定值，無法改變大氣壓大小。從而，與水泵泵進(jìn)的量同樣的液體從y管點(diǎn)b處被槽內(nèi)大氣壓壓出，流入水瓶?jī)?nèi)。同樣的原理，流入水瓶的液體又被瓶?jī)?nèi)的大氣壓PO從點(diǎn)a壓出瓶子，成了液柱。從而可以得出，水泵泵入儲(chǔ)水槽水的量就是從瓶子噴出液柱的量，所以水泵注入儲(chǔ)水槽的速度V1等于液體從瓶子噴出的速度V2。
[0020]如圖4所示，由于水泵抽水的速度V2決定了液柱噴出的速度V1，所以在水槽處就沒有必要封閉了，如此，只要讓水泵一直運(yùn)行，調(diào)整水泵的楊程就可以調(diào)整液柱的曲率。在整個(gè)系統(tǒng)中，當(dāng)水泵的速度一定時(shí)水瓶中液面高度就不會(huì)改變，曲率也就不會(huì)改變了?？刂屏讼到y(tǒng)循環(huán)補(bǔ)給穩(wěn)定。
[0021]在激光照射裝置中，為了能研究不同的入射角度a(如圖5所示)，我們選擇機(jī)械式激光角度調(diào)整儀器。為了使在調(diào)整角度時(shí)激光一直不變地射向出水口，機(jī)械式角度調(diào)整器由三根連桿組成，如圖6所示，L桿為旋轉(zhuǎn)軸，b與a為旋轉(zhuǎn)卡孔(架子)。L軸的位置與出水口相同，兩根連桿X，y連接在旋轉(zhuǎn)軸上，且X桿平行于L軸，在c點(diǎn)裝上激光使激光光柱平行于y桿，同時(shí)使激光對(duì)準(zhǔn)出水口。此時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)L軸使激光以出水口為圓心弧形轉(zhuǎn)動(dòng)(如圖7所示)。
[0022]需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于液體中導(dǎo)激光傳導(dǎo)的演示平臺(tái)，其特征在于:包括液體循環(huán)補(bǔ)給裝置和激光照射裝置，液體循環(huán)補(bǔ)給裝置包括儲(chǔ)水罐、水瓶、水槽和水泵，儲(chǔ)水罐通過虹吸管與水瓶相連通，該水瓶的下部側(cè)壁上制有通孔，水瓶?jī)?nèi)的水通過該通孔形成一個(gè)弧形水柱流入到水槽內(nèi)，儲(chǔ)水罐通過水泵管與水泵相連接，該水泵安裝在水槽內(nèi)并將水槽內(nèi)的水輸出至儲(chǔ)水罐內(nèi)，所述的激光照射裝置包括激光角度調(diào)整器和安裝在該激光角度調(diào)整器上的激光器，該激光器射出的激光束照射在水瓶與水槽之間的弧形水柱上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液體中導(dǎo)激光傳導(dǎo)的演示平臺(tái)，其特征在于:所述的激光角度調(diào)整器為機(jī)械式角度調(diào)整器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于液體中導(dǎo)激光傳導(dǎo)的演示平臺(tái)，其技術(shù)特點(diǎn)是：包括液體循環(huán)補(bǔ)給裝置和激光照射裝置，液體循環(huán)補(bǔ)給裝置包括儲(chǔ)水罐、水瓶、水槽和水泵，儲(chǔ)水罐通過虹吸管與水瓶相連通，該水瓶的下部側(cè)壁上制有通孔，儲(chǔ)水罐通過水泵管與水泵相連接，該水泵安裝在水槽內(nèi)并將水槽內(nèi)的水輸出至儲(chǔ)水罐內(nèi)，所述的激光照射裝置包括激光角度調(diào)整器和安裝在該激光角度調(diào)整器上的激光器。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，能夠?qū)崿F(xiàn)演示穩(wěn)定液壓下激光在水柱中傳播的現(xiàn)象，并可模擬光纖傳導(dǎo)，從而分析激光在液柱中傳播時(shí)如何使折射光最少，損耗最低。將此演示平臺(tái)作為教學(xué)使用，能夠直觀清晰地反應(yīng)激光在液柱中的傳播方法。
【IPC分類】G09B23-22
【公開號(hào)】CN104575209
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310481327
【發(fā)明人】關(guān)大勇, 陳天樂, 魏通, 沈燁之
【申請(qǐng)人】天津得瑞豐凱新材料科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月15日