一种新型的数字分光计及调节方法

本发明涉及光学实验与教学设备，具体涉及一种新型的数字分光计。

背景技术：

1、分光计使用前须严格调整以满足平行光管能发出平行光，望远镜能接收平行光；望远镜光轴和平行光管光轴共轴；望远镜光轴垂直分光计的中心旋转轴，传统的分光计普遍采用望远镜自准直法对载物台和望远镜分别各半调节，逐次逼近，从而实现望远镜光轴和中心转轴垂直。

2、分光计使用中最困难的是调节望远镜光轴与中心轴垂直，然而限于望远镜目镜视野小，且利用自准直方法进行的调节需要反复调试，调节过程十分不便捷，目前还没有数字化的分光计调节仪器，这是传统分光计使用中的短板。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中目前还没有数字化的分光计调节仪器的问题，本发明提供一种新型的数字分光计，包括：光路系统构件呈t型圆柱筒结构安装在分光计转轴内部，上端与载物台连接，下端通过轴承与分光计底座连接；反射镜包括反射镜m1、反射镜m2以及分光板g；反射镜m1安装在分光计的t型圆柱筒内部，镜面与t型圆柱筒的中心轴线平行；g板安装在t型圆柱筒中心，与反射镜m1等高；反射镜m2嵌入安装在载物台中心位置；psd信号检测模块安装在t型圆柱筒结构一侧的突出端。本发明采光束光路重合原理实现望远镜光轴与分光计转轴垂直调节，将分光计调整过程数字化，比人眼直接观测光现象便捷、操作简单，同时，本发明还提出了一种新型数字分光计的调节方法。

2、本发明采用如下技术方案，一种新型的数字分光计，包括：

3、包括光路系统构件、载物台、望远镜、平行光管、psd信号检测模块、底座、连接构件以及反射镜，其特征在于：

4、光路系统构件呈t型圆柱筒结构安装在分光计转轴内部，上端与载物台连接，下端通过轴承与分光计底座连接；反射镜包括反射镜m1、反射镜m2以及分光板g；反射镜m1安装在分光计的t型圆柱筒内部，镜面与t型圆柱筒的中心轴线平行；分光板g安装在t型圆柱筒中心，与反射镜m1等高；反射镜m2嵌入安装在载物台中心位置；psd信号检测模块安装在t型圆柱筒结构一侧的突出端。

5、进一步的，新型数据分光计还包括角度测量与显示模块，该角度测量与显示模块通过连接孔外接于光路系统构件。

6、进一步的，反光镜m1采用20mm×20mm×2mm的光学镜，安装时镜面与t型圆柱筒的中心轴线平行，且垂直于t型圆柱筒结构的突出端，并与该突出端的轴线等高。

7、进一步的，g板安装槽尺寸为30mm×2mm，与反射镜m1所在的平面成450角。

8、进一步的，t型圆柱筒结构一侧存在突出端的长度为40mm，psd信号检测模块安装在该突出端，前置装有一个直径为30mm圆形滤光片。

9、进一步的，载物台包括两层，上层为载物台平面，下层为安装支架装置与台面调节旋钮。

10、进一步的，台面调节旋钮采用螺钉旋进，包括三个呈正三角形分布的调节旋钮，每个调节旋钮距离载物台的中轴线50mm。

11、进一步的，本发明还提出了一种新型数字分光计的调节方法，采用上述任一项所述的一种新型分光计，用于调节分光计中心转轴与望远镜光轴垂直，具体包括：

12、对psd信号检测模块以及光源进行供电，获取psd信号检测模块的输出信息，依次调节载物台下层的调节旋钮，直至psd信号检测模块输出信息为零；

13、对望远镜进行聚焦，将45度反射镜配件放置于载物台上，调节望远镜俯仰角和位置，直至望远镜中出现的反射像与望远镜叉丝十字对齐。

14、进一步的，本发明提出的一种新型数字分光计的调节方法还用于调节望远镜与平行光管共轴：

15、调节平行光管的狭缝直至发出平行光，旋转狭缝到水平方向，调节平行光管的角度直至狭缝与望远镜的十字叉丝横线对齐。

16、进一步的，获取psd信号检测模块的输出信息的方法为：

17、获取光源入射到psd信号检测模块上之后记录到的两个光斑坐标；

18、获取每次调节载物台下层的调节旋钮后两个光斑坐标的偏移量，并将该偏移量转化为电信号；

19、将电信号经过放大运算后输入a/d转换的单片机，输出结果参数作为psd信号检测模块的输出信息。

20、本发明的有益效果是：本发明提出分光计基于光路重合的调节新方法，由psd检测并判断光路系统的两束光路重合，完成分光计中心转轴与载物台平面垂直；通过载物台平面放45度反射镜配件后调节望远镜光轴与分光计中心转轴垂直；通过调节平行光管光轴与望远镜光轴共轴实现平行光管光轴与分光计中心转轴垂直；同时，运用psd实现分光计数字化，并设计了独立的光电检测与转换电路，将光坐标信息转换为电流(电压)数字信息，使得在分光计操作时，诸如反射像难以寻找、调节过程繁杂等问题在本发明的仪器使用中不会再出现，将分光计调整过程数字化，比人眼直接观测光现象更加便捷、操作简单。

技术特征：

1.一种新型的数字分光计，包括光路系统构件、载物台、望远镜、平行光管、psd信号检测模块、底座、连接构件以及反射镜，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种新型的数字分光计，其特征在于：新型数据分光计还包括角度测量与显示模块，该角度测量与显示模块通过连接孔外接于光路系统构件。

3.根据权利要求1所述的一种新型的数字分光计，其特征在于：反光镜m1采用20mm×20mm×2mm的光学镜，安装时镜面与t型圆柱筒的中心轴线平行，且垂直于t型圆柱筒结构的突出端，并与该突出端的轴线等高。

4.根据权利要求1所述的一种新型的数字分光计，其特征在于：分光板g的安装槽尺寸为30mm×2mm，与反射镜m1所在的平面成450角。

5.根据权利要求1所述的一种新型的数字分光计，其特征在于：t型圆柱筒结构一侧存在突出端的长度为40mm，psd信号检测模块安装在该突出端，前置装有一个直径为30mm圆形滤光片。

6.根据权利要求1所述的一种新型的数字分光计，其特征在于：载物台包括两层，上层为载物台平面，下层为安装支架装置与台面调节旋钮。

7.根据权利要求5所述的一种新型的数字分光计，其特征在于：台面调节旋钮采用螺钉旋进，包括三个呈正三角形分布的调节旋钮，每个调节旋钮距离载物台的中轴线50mm。

8.一种新型数字分光计的调节方法，其特征在于：采用权利要求1-6任一项所述的一种新型分光计，用于调节分光计中心转轴与望远镜光轴垂直，具体包括：

9.根据权利要求8所述的一种新型数字分光计的调节方法，其特征在于：还用于调节望远镜与平行光管共轴：

10.根据权利要求8所述的一种新型的数字分光计，其特征在于：获取psd信号检测模块的输出信息的方法为：

技术总结
本发明涉及光学实验与教学设备技术领域，具体涉及一种新型的数字分光计。光路系统构件呈T型圆柱筒结构安装在分光计转轴内部，上端与载物台连接，下端通过轴承与分光计底座连接；光路系统反射镜包括反射镜M<subgt;1</subgt;、反射镜M<subgt;2</subgt;以及分光板G；反射镜M<subgt;1</subgt;安装在分光计的T型圆柱筒内部，镜面与T型圆柱筒的中心轴线平行；分光板G安装在T型圆柱筒中心，与反射镜M<subgt;1</subgt;等高且与之成45°角；反射镜M<subgt;2</subgt;嵌入安装在载物台中心位置；PSD信号检测模块安装在T型圆柱筒结构一侧的突出端。本发明采光束光路重合原理实现望远镜光轴与分光计转轴垂直调节，将分光计调整过程数字化，比人眼直接观测光现象便捷、操作简单。

技术研发人员：尤德红
受保护的技术使用者：陕西理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14