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一种测量倏逝波的测量装置

成果类型:: 实用新型专利

发布时间: 2022-12-02 17:42:03

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 田宜忠 | 2022-12-02 17:42:03

本实用新型的目的是针对光学隧穿现象的观察以及利用问题,提供一种测量倏逝 波的测量装置,能在实验室内观察、测量光学隧穿现象中的相关物理参量的成套实验装置。一种测量倏逝波的测量装置,包括移动控制台,还包括设置在移动控制台上的固 定底座和直线往复运动装置,固定底座上固定有第一直角棱镜,直线往复运动装置上固定 有第二直角棱镜,第一直角棱镜的斜边棱面与第二直角棱镜的斜边棱面相对,直线往复运 动装置能带动第二直角棱镜使得第二直角棱镜的斜边棱面远离或者靠近第一直角棱镜的 斜边棱面,光源的出射光经过聚光透镜后形成入射光,入射光通过第二直角棱镜的其中一 个直角边棱面入射到第二直角棱镜内后经第二直角棱镜的斜边棱面分别进行透射和反射 形成透射光和反射光,反射光穿过第二直角棱镜的另一个直角边棱面后由第二光电探测器 探测,透射光依次穿过第一直角棱镜的斜边棱面与第二直角棱镜的斜边棱面之间的间隙、 第一直角棱镜的斜边棱面和第一直角棱镜的直角边棱面后由第一光电探测器探测,第一光 电探测器经过锁相放大器与X-Y函数记录仪连接,第二光电探测器与X-Y函数记录仪连接。

本实用新型公开了一种测量倏逝波的测量装置,包括移动控制台,还包括设置在移动控制台上的固定底座和直线往复运动装置,固定底座上固定有第一直角棱镜,直线往复运动装置上固定有第二直角棱镜,第一直角棱镜的斜边棱面与第二直角棱镜的斜边棱面相对,还包括光源、第一光电探测器探测、第二光电探测器、锁相放大器和X?Y记录仪。本实用新型能在实验室内观察、测量光学隧穿现象中的相关物理参量,结构简单、造价低廉、易于维护。

当光从第一介质(折射率为n1)(如图1所示)射向第二介质(折射率为n2),n1>n2,入射角为θ1,折射角为θ2,入射角θ1逐渐增大到临界角,再继续增大θ1使θ1>θc光线将全部被反射回到入射光所在的第一介质中,此时第二介质中完全没有折射光产生。这就是我们所熟知的光的全反射现象(图1所示)。当光在介质交界面发生全反射时,入射光能量被100%反射,故没有折射能量损失。

把另一种折射率为n3(n3>n2)的第三介质放在第二介质中(如图2所示),使第三介 质的表面与第一介质、第二介质的界面平行且相距距离d为波长λ的数量级,实验上的确在 第三介质中测量到了透过第二介质进入第三介质的光波称为倏逝场或瞬逝场。这种当入射 角θ1超过全反射临界角θc而光透过第二介质进入第三介质的现象,被称为光学隧穿效应。因 为全反射时透射场和反射场受到第一介质和第三介质之间距离d的控制,因此人们也把这 一现象称为“受抑全内反射”。光学隧穿现象具有广泛的理论和应用价值。

荆楚理工学院(Jingchu University of Technology)简称“荆楚理工”,位于湖北省荆门市,学院于2007年3月经教育部批准由初创于1956年的沙洋师范高等专科学校和始建于1984年的荆门职业技术学院合并组建而成, [2] 是一所省属公办全日制普通本科高等学校,为湖北省首批地方本科院校转型发展试点学校、“湖北省2011计划”首批牵头高校,“实行“省市(荆门)共建、以省为主”的管理体制。 截至2022年3月,学院占地面积2400余亩,校舍建筑面积35.87余万平方米;设有16个教学学院(部),开设本科专业43个,专科专业15个,涵盖理、工、农、医、文、教、管、艺等8大学科门类;在编教职工1134人,有教授、副教授等高级职称人员342人,博士、硕士678人。享受国务院及湖北省政府特殊津贴的专家4人;有全日制普通在校生19615人,其中本科生13998人。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果:

产生光学隧穿现象的部件由斜边棱面相对设置的第一直角棱镜和第二直角棱镜 实现,第一直角棱镜和第二直角棱镜的材质用一般K9玻璃制作而成,直线往复运动装置精 度高,最低能达到0.01mm精度的精密移动,第一光电探测器由一般光电倍增管来充当,观测 结果由X-Y函数记录仪显示出来。本实验装置可由现有实验室仪器搭建而成,无需另配置其 他特殊观察、测量仪器,结构简单、造价低廉、易于维护。能在实验室内观察、测量光学隧穿 现象中的相关物理参量。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。