基础光学系统架设.PDFVIP

Experiment 1 、基礎光路系統架設 目的： (1) 認識常用的光學元件及機械元件 。 (2) 練習調整 光路 ，並且學習如何讓光束準直。 (3) 練習調整光學透鏡及空間濾波器。 (4) 練習調整平行光波。 光學系統的校準有非常多種小技巧跟方法，能儘量減少使用元件，或是增加校準的 精準度，就是好方法。本實驗介紹其中幾種技巧，未來也希望各位同學發展出自己的一 套方法。 儀器： 雷射、optical bench/rail 光學軌或光學桌 1pc、Iris(光圈) 1或 2 pcs 、透鏡 1 pc面鏡、 2pcs ， 以及空間濾波器(SF, Spatial Filter含：) 座 1pc 、物鏡1pc 、針孔1pc ，板子數個，光學滑 軌座 (Carrier)數個。 步驟： 光學系統調整順序： I)訂出光學系統的光路高度，並大約想好要怎麼安排光學系統內的各元件  II) 光束光路準直 III)所有光學元件校準 IV) 空間濾波器擴束 V)透鏡的在光束光軸上的位置定位VI)依系統所需調整各項元件的位置 ……等。 I)訂光束高度，並 粗略安排光學元件位置。 本實驗預計架設光學系統如下圖一 。 1. 先將雷射、透鏡等架在 Post 、Holder 、板子或光學滑軌座上，並固定在光學滑軌或 是 光學桌板上，按圖所示，放在大約的相對位置上。 2. 將空間濾波器座(不含物鏡及針孔 ，見本實驗第4頁 IV)架在 Post 、Holder 以及板子 上，並固定在光學滑軌或是光學桌板上，按圖所示，放在大約的相對位置上。 A及 B 系統 2010, Sep,初版 EXP1-p 1 C 系統 圖一 3. 打開雷射光源的開關，調整各元件的高度，讓雷射大約通過各元件的中心。必要時， 需更換Post或 Holder的長度， 以找出適合所有光學元件的光路高度。 =================================================================== II)校準光束 以下以幾種不同的系統跟架設方法，介紹如何校準光束與光學桌或滑軌間的相對位置 。 A.利用光學滑軌及 Iris的系統 系統如圖二架設。本調整系統將讓光束的 鉛直高度及橫向位置皆 平行於光學軌的中心線 。 1. 將Iris置於 A 處 （儘量靠近雷射出口）。 (i)先調整 Iris高度 ，使雷射光點打在Iris中心等高的位置處。 (ii)旋開Iris 板子與滑軌座間的螺絲，調整板子與滑軌座間的相對位置 ，使雷射光點穿 過 Iris中心孔洞 ，鎖緊板子於滑軌座間的螺絲 。 (ii)有時改變板子與滑軌座間的位置時，高度也會跟著改變，此時重複 (i~ii) 兩步驟， 直到對準為止。 2. 將Iris移置於 B處 ；B點的設置依狀況而定， 離雷射越遠，最後的精密度也越高。調 整 ＂雷射固定座＂在鉛直及水平方向的微調旋鈕 ，使雷射光點穿過Iris中心孔洞。 切 記， 此時Iris的 鉛直高度及橫向位置絕對不可變動。 3. 來回重複步驟1及 2 ，直到鉛直高度及橫向位置皆不變的Iris 在光學滑軌bench/rail 的各處時，雷射光束皆通過 Iris中心孔洞 。 圖 二 2010, Sep,初版 EXP1-p2 B. 利用一 Iris及光學桌板的系統 以下列步驟將光路架設如圖三。 本系統要調整光束的高度，在光學桌板的各處皆相同。此法只能確認光束的鉛直高度位 在同一條線上，但無法確認光束的橫向位置位在同一條線上。 圖 三 1. 將Iris置於 A 處（儘量靠近雷射出口）。 先調整Iris高度，使雷射光點打在 Iris中心等高的位置處。 2. 將Iris移置於 B處 ；B點的設置依狀況而定， 離雷射越遠，最後的精密度也越高。調 整