光学元件同轴等高的调节和判断方法

1、光学元件同轴等高的调节和判断方法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原理激光器是人类20世纪最伟大的发明之一，被称为“最快的刀”、 “最准的尺”、“最亮的光”。激光器发射的激光是朝一个方向射出的， 光束的发散角极小，大约只有0.001弧度。一般光学实验中光路并不 是很长（一般小于5米）或很短（大于0.1米），透镜的口径一般大于 20毫米，利用小孔进一步缩小激光束直径后（小孔直径一般1毫米 左右为宜），出射光束完全可以看做是一条光线。当光线在空气以及 透镜等光学元件中传播时，满足直线传播定律、折射定律和反射定律 等。对于透镜，光线沿着光轴传播时，不改变光的传播方向，反射光 线沿原路返

6、回。2调节过程通常光学实验的光学系统搭建在导轨上，光学元件通过光学调整 架与滑块相连，滑块可在导轨上固定或移动，也可从导轨上拿开。光 学调整架指的是各种杆架、支撑杆、镜架、平移台以及夹持器等，主 要用于解决光学元件的夹持和调整。具体调节过程和判断方法如下：（1）节2个小孔同轴等高将支撑激光器1与小孔1的滑块6靠近并紧固在导轨6上，如 图1所示。粗调小孔1或激光器的支撑杆3到适当的高度，让激光束 中心穿过小孔1;将调整好的小孔1连同滑块一起从导轨上拿掉，轻轻 放到一旁待用;将小孔2连同滑块一起放置到小孔1滑块相同的位置 并紧固，调整小孔2使激光束中心穿过小孔，将调整好的小孔2连同 滑块一起从导轨

7、上拿掉，轻轻放到一旁待用。（2）调节激光器使激光束水平将调整好的小孔1和小孔2连带滑块一起轻轻放到导轨上，使两 小孔之间间隔适当距离，一般达到导轨长度的80%左右，固定紧支撑 小孔的滑块，如图1所示。观察激光束是否过两小孔，如果不穿过， 则通过调节激光器的三点夹持镜架2上的两个2个螺丝（实现激光束 倾斜和俯仰调节）、精密调节杆架4 （实现激光束竖直方向的平移）以 及平移台5（实现激光束水平方向的平移），直到激光束中心均穿过两 小孔为止。激光束水平调整完成以后，激光器不能再调节。（3）调节透镜与激光束同轴等高将透镜8安装在调整架上连同滑块一起放在已调整好的两小孔 中间并紧固在导轨上，如图2所示。

8、通过调节支撑透镜精密调节杆架10 （实现透镜竖直方向的平移）以及平移台11 （实现透镜水平方向的 平移），使激光束透射光斑穿过小孔2;观察激光束经过透镜表面后的 反射光斑的中心，如果不能返回到小孔1,需要继续调节透镜的三点 夹持镜架9上的两个2个螺丝（实现透镜倾斜和俯仰调节）、精密调 节杆架（实现透镜束垂直方向的平移）以及平移台（实现透镜束水平 方向的平移），直到激光束经过透镜的透射光斑中心穿过小孔2以及 反射光斑中心落在小孔1上为止。将调整好的透镜连带滑块一起从导 轨上拿掉，轻轻放到一旁待用。凹透镜和凸透镜调节方法相同。（4）调节物屏和光屏与激光束同轴等高调节物屏和光屏与激光束同轴等高指的是

9、将物屏12 （成像的目 标物）或光屏连同滑块一起放在两小孔中间并紧固在导轨上，调节物 屏或光屏的高度让激光束光斑落到物屏或光屏的中间，如图3所示。 用一反射镜13轻贴到物屏或光屏上，旋转物屏使激光束光斑经反射 镜返回并穿过小孔，拿掉反射镜激光束光斑仍在物屏或光屏中间，则 完成物屏或光屏的调节，将物屏或光屏连同滑块一起拿起轻轻放到一 旁待用。棱镜、反射镜以及其它的平面类光学元件的同轴等高可参照物屏 和光屏的调节和判断方法;由于棱镜和反射镜表面可以直接反光，因 此在调节时无需再另加反射镜。3结论这种基于导轨、滑块的光学元件同轴等高的调节和判断方法主要 包括（1）调节2个小孔同轴等高，（2）调节激光器使激光束水