LB-EDUPOD - учебный набор по физической оптике
- Восемь экспериментов на одной оптической платформе.
- Сборка интерферометров Маха–Цендера и Майкельсона.
- Исследование интерференции Юнга, дифракции Френеля и Фраунгофера.
- Проверка закона Малюса, анализ поляризации и измерение угла Брюстера.
- Непрерывный лазерный источник с длиной волны 520 нм.
- Цветная CMOS-камера и кремниевый фотодиод.
- Учебное руководство и программное обеспечение для камеры.
Учебный набор LB-EDUPOD предназначен для лабораторных занятий и демонстрационных экспериментов по физической и волновой оптике. Он объединяет источник излучения, оптические элементы, механические крепления и средства регистрации для изучения интерференции, дифракции и поляризации света.
Модульная конструкция позволяет последовательно собирать разные экспериментальные схемы на общей оптической платформе. Студенты устанавливают и юстируют компоненты, наблюдают оптические картины и сопоставляют результаты измерений с теоретическими зависимостями. Одни и те же элементы используются в нескольких лабораторных работах.
Программа включает восемь экспериментов: интерференцию на двойной щели Юнга, работу с интерферометрами Маха–Цендера и Майкельсона, дифракцию Френеля и Фраунгофера, проверку закона Малюса, исследование поляризации света и измерение угла Брюстера. Набор позволяет изучать влияние разности хода на интерференционную картину, наблюдать дифракцию в ближней и дальней зонах, определять длину волны и показатель преломления, а также формировать и анализировать поляризационные состояния.
Цветная CMOS-камера служит для цифровой регистрации интерференционных и дифракционных картин. Кремниевый фотодиод используется для измерений интенсивности, в том числе при исследовании зависимости пропускания от взаимного положения поляризатора и анализатора. Наблюдательные экраны позволяют визуально контролировать получаемые картины.
Учебное руководство содержит теоретические сведения, выводы формул, порядок выполнения экспериментов и рекомендации по устранению ошибок. Для камеры предусмотрено программное обеспечение. LB-EDUPOD подходит для подготовки студентов по направлениям оптики, оптоэлектроники и прикладной физики, а также для освоения сборки и юстировки оптических установок.
Основные темы экспериментов
| Тема | Содержание |
|---|---|
| Интерференция на двойной щели Юнга | Наблюдение интерференционных полос и измерение расстояния между ними |
| Интерферометр Маха–Цендера | Сборка схемы и наблюдение взаимодополняющих интерференционных картин |
| Интерферометр Майкельсона | Исследование зависимости интерференционной картины от разности хода и измерение длины волны |
| Дифракция Френеля | Наблюдение дифракционных картин в ближней зоне |
| Дифракция Фраунгофера | Наблюдение дифракционных картин в дальней зоне с использованием линзы |
| Проверка закона Малюса | Исследование зависимости интенсивности от угла между осями поляризатора и анализатора |
| Исследование поляризации света | Формирование и анализ поляризационных состояний |
| Измерение угла Брюстера | Определение показателя преломления по углу Брюстера |
| Параметр | Значение |
|---|---|
|
Количество экспериментов
|
8 шт. |
|
Основные разделы
|
Интерференция, дифракция, поляризация |
|
Размеры оптической плиты
|
300 × 600 × 12,7 мм |
|
Лазерный источник
|
|
|
Модель
|
LM15-520 |
|
Режим излучения
|
Непрерывный |
|
Длина волны
|
520 нм |
|
Выходная мощность
|
≥5 мВт |
|
Расходимость пучка
|
≤1,5 мрад |
|
Угловое отклонение оси пучка
|
≤5 мрад |
|
Размер светового пятна
|
Около 4,5 мм; эллиптическая форма |
|
Коэффициент поляризационной экстинкции
|
>50:1 |
|
Нестабильность мощности
|
≤5 % RMS за 8 ч при 25 °C |
|
Рабочее напряжение
|
6 В |
|
Диаметр корпуса
|
15 мм |
|
Камера
|
|
|
Модель
|
MV-UBS502C |
|
Тип сенсора
|
Цветной CMOS |
|
Максимальное разрешение
|
2592 × 1944 пикселя |
|
Размер пикселя
|
2,2 × 2,2 мкм |
|
Тип затвора
|
Скользящий |
|
Фотодиод
|
|
|
Модель
|
SM05PD1A |
|
Материал
|
Кремний |
|
Спектральный диапазон
|
320–1100 нм |
|
Максимальная чувствительность
|
0,65 А/Вт |
|
Размер фоточувствительной области
|
3,6 × 3,6 мм |
|
Диафрагмы и щели
|
|
|
Ширина щелей элемента SF-02
|
0,05 мм |
|
Расстояния между щелями SF-02
|
0,2; 0,3; 0,45 мм |
|
Диапазон регулировки щели L30-KX
|
0,1–6 мм |
|
Диапазон диаметра отверстия диафрагмы DP12
|
1–12 мм |
|
Механические регулировки
|
|
|
Ход установочного узла MFP по оси Z
|
2 мм |
|
Цена деления MFP
|
1 мкм |
|
Диапазон точной регулировки поворотного столика
|
±5° |
|
Шаг основной угловой шкалы
|
1° |
|
Шаг дополнительной угловой шкалы
|
5′ |
|
Точность регулировки
|
1,2′ (0,02°) |
В состав набора входят:
| Модель компонента | Наименование и характеристики | Количество |
|---|---|---|
|
Механические компоненты
|
||
|
MBB-3060
|
Оптическая плита 300 × 600 × 12,7 мм
|
1 шт. |
|
MFP
|
Установочный узел с перемещением по оси Z; ход 2 мм, цена деления 1 мкм
|
1 шт. |
|
PB-3
|
Монтажное основание 50 × 75 × 10 мм с прямым пазом
|
2 шт. |
|
AMM-1B
|
Держатель оптического элемента диаметром 25,4 мм; два регулировочных винта, фиксация установочным винтом
|
3 шт. |
|
CRM-1AS
|
Компактный поворотный держатель 42 × 42 × 15,9 мм с резьбой SM1
|
1 шт. |
|
FLF1A
|
Неподвижный держатель оптических элементов диаметром 25,4 мм с внутренней резьбой SM1
|
4 шт. |
|
LPH-30A
|
Держатель стойки диаметром 12,7 мм; высота 30 мм, поворот прижимной вилки на 360°
|
16 шт. |
|
OP-30
|
Стойка диаметром 12,7 мм и длиной 30 мм; шпилька М4 × 12 сверху, резьбовое отверстие М6 снизу
|
8 шт. |
|
OP-40
|
Стойка диаметром 12,7 мм и длиной 40 мм; шпилька М4 × 12 сверху, резьбовое отверстие М6 снизу
|
9 шт. |
|
FPC1
|
Держатель пластин; диапазон ширины закрепляемого элемента 20–55 мм, максимальная толщина 12 мм; монтажное отверстие М4
|
1 шт. |
|
RP-1A-KIT
|
Ручной поворотный столик с микрометрической головкой; основная шкала 1°, дополнительная шкала 5′
|
1 шт. |
|
AVF25
|
Виброизолирующие опоры из нитрильного каучука, 25 × 25 мм, резьбовое отверстие М6
|
1 уп., 4 шт. |
|
Источник и коллимирующая оптика
|
||
|
LM15-520
|
Лазерный диодный модуль, 520 нм, 5 мВт; диаметр корпуса 15 мм
|
1 шт. |
|
UTAD-15
|
Адаптер наружным диаметром 25,4 мм для закрепления цилиндрических элементов диаметром 15 мм
|
1 шт. |
|
MBCX10610
|
Линза из N-BK7, диаметр 25,4 мм, фокусное расстояние 50 мм; без покрытия, в стандартном тубусе SM1
|
1 шт. |
|
Оптические элементы
|
||
|
PM10-AG
|
Плоское зеркало диаметром 25,4 мм; серебряное покрытие для диапазона 480 нм – 20 мкм с защитным слоем диоксида кремния
|
3 шт. |
|
MCX10612
|
Линза из N-BK7, диаметр 25,4 мм, фокусное расстояние 75 мм; без покрытия, в стандартном тубусе SM1
|
1 шт. |
|
FLP25-VIS-CRM
|
Плёночный линейный поляризатор, 400–700 нм; световой диаметр 21,5 мм, с механическим стопорным кольцом
|
2 шт. |
|
QWP20-520BM
|
Кварцевая многопорядковая четвертьволновая пластинка; диаметр 25,4 мм, световой диаметр 20 мм, расчётная длина волны 520 нм, разность хода λ/4
|
1 шт. |
|
MBS1455-A
|
Неполяризационный светоделительный куб из N-BK7, ребро 25,4 мм; R:T = 50:50, просветляющее покрытие 400–700 нм; в держателе для клеточной системы 30 мм
|
2 шт. |
|
OW82
|
Сапфировое окно диаметром 25,4 мм и толщиной 5 мм, без покрытия
|
1 шт. |
|
SF-02
|
Элемент с двойными щелями Юнга; ширина щелей 0,05 мм, расстояния между щелями 0,2; 0,3; 0,45 мм
|
1 шт. |
|
DP12
|
Регулируемая диафрагма с диаметром отверстия 1–12 мм; рычаг регулировки и шпилька М4
|
2 шт. |
|
L30-KX
|
Регулируемая щель для клеточной системы 30 мм; диапазон 0,1–6 мм
|
1 шт. |
|
LBYKLPM8
|
Акриловая пластина 60 × 60 × 8 мм
|
2 шт. |
|
Регистрация и измерение
|
||
|
SM05PD1A
|
Кремниевый фотодиод, 320–1100 нм; катод заземлён
|
1 шт. |
|
SMA-2
|
Измерительный кабель с разъёмом SMA male и штекерами типа «банан»
|
1 шт. |
|
SM1-SM05BT
|
Адаптер с наружной резьбой SM1 и внутренней резьбой SM05
|
1 шт. |
|
FLFE1A
|
Держатель элементов диаметром 25,4 мм с внутренней резьбой SM1; одно стопорное кольцо SM1R
|
1 шт. |
|
Модель не указана
|
Цифровой мультиметр UNI-T
|
1 шт. |
|
MV-UBS502C
|
Цветная CMOS-камера, 2592 × 1944 пикселя; размер пикселя 2,2 × 2,2 мкм
|
1 шт. |
|
SM1-CC
|
Адаптер с наружными резьбами SM1 и C-mount
|
1 шт. |
|
OS-W-M
|
Белый наблюдательный экран 150 × 150 × 2,8 мм; резьбовое отверстие М4 снизу
|
2 шт. |
|
Инструменты и вспомогательные принадлежности
|
||
|
BDS-6
|
Набор шестигранных отвёрток: 1,5; 2; 2,5; 3; 4 и 5 мм
|
1 комплект |
|
OWR-1B
|
Ключ с круглой головкой для стопорных колец серии SM1
|
1 шт. |
|
LSSM1
|
Защитный экран для лазерного излучения 200 × 75 мм; магнитное основание, ручка и монтажный паз М6
|
1 шт. |
- Лабораторные работы по физической и волновой оптике.
- Демонстрационные эксперименты и занятия в вузах.
- Подготовка студентов по направлениям оптики, оптоэлектроники и прикладной физики.
- Освоение сборки и юстировки интерферометров, дифракционных и поляризационных схем.
