平行光管的调节与使用

实验一 平行光管调校一． 实验目的1. 了解平行光管的结构及工作原理，掌握平行光管的调整方法。

2. 了解利用自准直法、五角棱镜法调校平行光管的原理，并熟练掌握它们的调校方法。

3. 分析自准直法、五角棱镜法的调校误差，并比较这两种方法的优缺点。

二． 测量原理和方法平行光管是最基本的测试设备，用来提供无限远的目标或给出一束平行光。

其外貌如图1所示。

平行光管使用时，因测试的需要，常常要换上不同的分划板（平行光管常用分划板如图2所示），每次更换后都必需对平行光管进行调校。

包括两个方面的调校，1.纵向调校，其目的是使平行光管分化板的刻线面准确地调整到平行光管物镜的焦面位置上。

2.横向调校，其目的是调整十字分划板中心在平行光管主光轴上。

图 1 平行光管外貌1. 纵向调校。

调整分划板座的中心使其位于平行光管的主光轴上，且使分划板严格位于物镜的焦平面上。

实现该调校方法很多，这里只介绍最常见的两种方法：自准直法和五角棱镜法。

（1）自准直法将待调校的平行光管的分划板座上装上一十字分划板，并在该分划板后面配置一自准直目镜，这时由平行光管和自准直目镜一起构成自准直望远镜。

调校时，在平行光管物镜前放置一个平面度良好的平面反射镜，如图3所示。

人眼通过自准直目镜观察分划板和由平面镜反射回来的分划板的像，当人眼判断分划板和分划板的像在纵向（即平行光管的分划板图2十字分划板)(a 号鉴别率板2)(b 玻罗板)(e 号鉴别率板3)(c 星点板)(d 插头变压器 照明灯座 分划板调节螺钉 镜管底座 十字旋手 物镜组 .8.7.6.5.4.3.2.1光轴方向）一致时，则认为平行光管已调校好。

4-平行光管分划板 5-自准直目镜（2）五角棱镜法不同方向入射的光线，经五角棱镜后，其出射光线相对于入射光线转折90°。

五角棱镜法即是利用这一特点对平行光管进行调校的，调校原理如图4所示。

将五角棱镜放置在平行光管物镜前的工作台上，五角棱镜可在工作台上平滑地移动。

实验项目 平行光管的调节与使用[实验目的]1、了解平行光管的结构原理，并掌握平行光管的调整方法。

2、掌握平行光管的使用方法，测定透镜的分辨率及透镜的焦距。

[实验仪器]①CPG-550平行光管及其附件（含灯源及其变压器、平面反射镜）； ②分划板组（十字叉丝分划板、玻罗板、分辨率板、星点板）； ③读数测微目镜（高斯型）；（④被测透镜。

[实验内容及步骤] 一、平行光管的调节（1）用自准直法调节平行光管发出平行光（无视差） a)调节目镜.使在目镜能清晰观察到十字分划板叉丝。

b)调节平面反射镜，使平行光管的出射光反射回到平行光管内。

c)细心调节分划板前后位置，使目镜能同时清楚地看到十字丝和它反射回来的十字叉丝像，并调节平面反射镜的垂直和水平调节螺丝，使叉丝物像重合，切武视差，此时分划板已处于F 焦面位置，平行光管发出平行光。

注意：分划板可更换，中心点可调，前后位置可调，mm f 550='物。

（2）使十字分划板中心点再平行光管的光轴上a)松开平行光管的十字螺钉，将平行光管沿管轴旋转180º，如发现分划板叉丝物像不重合，说明叉丝中心与管轴还有偏离，此时可分别调节平面反射镜及分划板中心的位置，两者各调一半，使叉丝物像重合（半角调节法）。

b ）反复以上调节，使得转动平行光管时叉丝物像重合。

二、精确测定凸透镜的焦距（十字分划板→玻罗板）（1）原理：l f B O y 平'=2，l f A O y x '='1 ∴ 平f f y y x ''='，y y f f x ''='平只要测出y ',将y 、平f '代入以上公式，即可求出x f '。

（2）玻罗板：注意：a)测微鼓单向移动，避免回程差；b ）x f f '>'2平dd f f x ''='平三、测凸透镜的分辨本领，即最小分辨角（1）玻罗板更换为分辨率板（3号）：每单元由4组刻纹，共25个单元。

实验五 平行光管的调整和使用一、实验目的1、 了解平行光管的结构、掌握平行光管的调整方法。

2、 使用平行光管测量透镜焦距。

二、实验仪器550型平行光管（准直管），可调式平面反射镜，分划板（玻罗板），测微目镜，待测透镜三、实验原理1、平行光管的结构2、 测量原理准直管是一种能发射平行光束的精密光学仪器，有一个质量优良的准直物镜，其焦距的数值是经过精确测定的。

光源发出的光，经分光镜反射后，照亮分划板，利用平面反射镜和目镜，应用自准直原理可将分划板准确定位在物镜的焦面上，其光路图如下图2所示。

从图中几何关系看出，测量表达式为：y y f f x''⋅= 已知f=550mm ，由此可知只需测出y 和y ’的值即可。

四、实验步骤1、 调节准直管（1） 将准主管面对平面反射镜，使玻罗板的刻线对位于垂直方向。

（2） 调节目镜，使目镜中能清楚地看到玻罗板上地刻线对。

（3） 调节平面反射镜，使由准主管射出地光束重新返回准主管。

（4） 细心调节分划板座地前后位置，使目镜中能同时清楚地看到刻线对和它反射回来地像，这时玻罗板已基本调节在物镜的焦平面上。

图2 平行光管测透镜焦距光路图（5）调节平面反射镜的铅直和水平调节螺旋，使玻罗板上刻线对物、像重合，且无视差，这时玻罗板已和物镜的焦平面严格共面。

（6）松开准主管座上的十字螺钉，将准主管绕光轴转过180度，如发现玻罗板上刻线对不再重合，说明玻罗板中心同光轴还有些偏离。

（7）分别调节平面反射镜及分划板中心调节螺旋，两者各调节一半，使玻罗板上刻线对物、像重合。

（8）重复步骤（6）、（7），反复调节，直到转动准主管时，刻线对的物和像始终重合，至此，准主管已调节完毕。

2、测定透镜的焦距(1) 如图放置好准直管，待测透镜及测微目镜，调节同轴、等高；(2) 沿光轴前后移动透镜，使在测微目镜中看到清晰的玻罗板像；(3) 用测微目镜测出玻罗板的像上各线对的间距y‘，重复几次，取平均值；（已知：y1=1mm，y2=2mm，y3=4mm，y4=10mm，y5=20mm）(4) 以y‘和y及准直管物镜焦距f‘=550mm代入测量公式，计算出待侧透镜的焦距。

平行光管的调节和使用实验报告一、引言平行光管是一种常用的光学实验仪器，用于产生平行光束。

在许多光学实验和光学设备中，平行光束的使用至关重要。

本实验旨在研究平行光管的调节和使用方法，以及对光束的影响。

二、实验步骤1. 准备实验所需材料：平行光管、光源、反射镜、透镜等。

2. 将光源放置在适当的位置，并对其进行调节，保证光线稳定。

3. 将平行光管放置在光源前方，调节其位置，使光线能够通过光管。

4. 调节平行光管的角度，使光线尽可能地平行。

5. 在平行光管的出口处放置反射镜，反射光线使其方向与入射光线平行。

6. 在反射镜的一侧放置透镜，调节透镜位置和焦距，使光线经过透镜后能够聚焦成平行光束。

三、实验结果通过对平行光管的调节和使用，我们成功地产生了平行光束。

通过调节光源位置和角度，我们可以控制光线的入射方向和角度。

通过反射镜和透镜的使用，我们能够使光线保持平行，并且可以调节光线的聚焦程度。

四、实验讨论1. 光源的稳定性对实验结果有重要影响。

如果光源不稳定或者存在明显的闪烁，会导致产生的光束不够平行。

2. 平行光管的角度调节是关键步骤之一。

如果角度调节不准确，会导致光束的方向不平行。

3. 反射镜和透镜的使用可以进一步改善光束的平行性和聚焦效果。

透镜的选择和调节需要根据实际需求进行。

五、实验应用平行光管广泛应用于光学实验和光学设备中。

在显微镜、望远镜等光学仪器中，平行光管可以使光线在光学系统中传输更加稳定和精确。

在激光技术中，平行光管可以用于整形光束，使其成为平行光束，提高激光器的输出功率和质量。

六、实验总结通过本实验，我们学习了平行光管的调节和使用方法，并成功地产生了平行光束。

实验结果表明，光源的稳定性、平行光管的角度调节以及反射镜和透镜的使用对光束的平行性和聚焦效果有重要影响。

平行光管在光学实验和光学设备中具有广泛的应用价值，对光学研究和应用具有重要意义。

七、参考文献[1] 瞿晓星, 王宇, 李明, 等. 平行光管的研究及应用[J]. 中国光学, 2018, 11(1): 64-70.[2] 邓小勇, 张航, 吴江, 等. 平行光管的设计与制作[J]. 中国光学, 2019, 12(3): 409-415.八、附录实验所用材料：平行光管、光源、反射镜、透镜等。

5实验平行光管的调整和使用实验目的：通过对平行光管的调整和使用，掌握光学实验中平行光管的使用方法，并了解平行光管在光学实验中的作用和应用。

实验器材：平行光管、白色光源、凹透镜、凸透镜、物体、屏幕、光屏等。

实验原理：平行光管是光学实验中常用的一种装置，用来产生平行光线，可以用来模拟远方光源照射物体的情况。

在实验中，我们可以通过调整平行光管的位置和角度，来获得不同的光线照射效果，从而研究光线的传播规律和光学相关现象。

实验步骤：1.将平行光管放置在平稳的台面上，并调整好其位置，使其与实验物体和光屏等垂直。

2.将白色光源放置在平行光管的一侧，并确保光线可以通过平行光管发射出来，形成平行光束。

3.在平行光管的另一侧放置实验物体，比如一个透镜或其他物体，调整其位置和角度，使其得到适当的光线照射。

4.在实验物体的另一侧放置一个光屏或观察屏，用来观察光线的传播情况和形成的影像。

5.可以在实验中加入凹透镜、凸透镜等光学元件，观察其对光线传播的影响，从而了解不同物体对光线的散射、聚焦等现象。

实验注意事项：1.实验中要小心操作，防止光线直射眼睛，可以戴上护目镜等防护用具。

2.调整平行光管的位置和角度时要小心，确保光线发射和照射的正确。

3.实验环境应保持安静，避免外部光线干扰，以获得清晰的实验结果。

实验结果：通过调整平行光管的位置和角度，我们可以观察到不同物体在光线照射下的影像和效果。

实验中我们可以发现，平行光管可以模拟远方光源照射物体的情况，从而研究光的传播规律和光学现象。

实验应用：平行光管在光学实验和教学中有着广泛的应用，可以用来研究光的传播规律、物体的光学特性、光成像等方面的问题。

通过实验，我们可以更好地理解光学原理和现象，提高实验技能和科学素养。

总结：通过对平行光管的调整和使用，我们可以更好地了解光学实验中的平行光线产生和应用方法，掌握光的传播规律和光学现象的研究方法，提高实验技能和科学素养，为进一步研究光学问题打下基础。

1§2.24 平行光管的调节与使用目的1．了解平行光管的构造及原理; 2．掌握平行光管的调节方法;3．学会使用平行光管测量透镜焦距及分辨率的方法. 仪器及用具550型平行光管、可调式平面反射镜、分划板一套(包括十字分划板、玻罗板、分辨率板和星点板)、测微目镜及待测透镜.实验原理一、平行光管的结构平行光管主要是用来产生平行光束的,它是校验和调整光学仪器的重要工具,也是重要的光学量度仪器.若配用不同的分划板及测微目镜或读数显微镜,可测定和检验透镜或透镜组的焦距、分辨率及其成像质量．实验室中常用的CPG －550型平行光管,附有高斯目镜和可调式平面反射镜,其光路图如图2.24-1所示. 由光源发出的光,经分光板后照亮分划板,而分划板被调节在物镜的焦平面上.因此,分划板的像将成于无穷远,即平行光管发出的是平行光束,可用高斯目镜根据自准直原理来检验.二、平行光管的规格及附件1．平行光管:焦距f '为550mm (名义值),使用时按实测值.口径D =55mm ,相对孔径D : f '=1:10.2．高斯目镜:焦距为44mm ,放大倍率5.7.3．分划板:图2.24-2(a )为十字分划板,其作用是用来调焦和光路共轴的.图2.24-2(b )为玻罗板,它与测微目镜或显微镜组组合,用来测定透镜或透镜组的焦距. 玻罗板的玻璃基板上,用真空镀膜的方法镀有五组线对,各组线对之间距离的名义值分别为1.000mm ;2.000mm;4.000mm;10.000mm 和20.000mm ,使用时应以出厂的实测值为准.图2.24-2(c)为分辨率板,该板有两种(２号、3号),可以用来检验物镜和物镜组件的分辨率,7图2.24-1 1.可调式反射镜;2.物镜;3.分划板;4.光阑;5.分光板; 6.目镜;7.出射光瞳;8.聚光镜;9.光源;10.十字螺钉.(a) (b)(c) (d) 图2.24-2 分划板2板上有25个图案单元,对于2号板,从第1单元到第25单元每单元条纹宽度由20μ递减至5μ,而3号板则由40μ递减至10μ.图2.24-2(d)为星点板,星点直径0.05mm ,通过光学系统后产生该星点的衍射花样,根据花样的形状可以定性检查系统成像质量的好坏.实验内容一、平行光管的调节为了正确使用平行光管和确保平行光管的出射光线严格平行,必须在使用前对平行光管进行调节.(一)调节要求1．使十字分划板严格处于物镜的焦平面上.2．使十字分划板十字线中心同平行光管的光轴相重合. (二)调节步骤1．将仪器按图2.24-1所示放置.2．调节目镜,使在目镜中能清楚地观察到十字分划板的十字线.3．调节平面反射镜,使平行光管射出的光束返回平行光管,即在目镜视场中能见到十字叉丝的反射像且与物像重合.4．细心调节分划板座的前后位置,在目镜中不仅能同时清楚地看到十字线并且与反射回来的像无视差.这时分划板已基本调整在物镜的焦平面上了.(为什么?)5．松开平行光管的十字螺钉,将平行光管绕光轴转过180度,若分划板十字线的物与像不重合,这说明十字线中心同光轴不重合.6．分别调节平面反射镜及分划板座中心调节螺钉,两者各调一半,使分划板十字线的物与像重合.7．重复步骤5和6,反复调节直到转动平行光管时,十字线的物与像始终重合.至此,平行光管已调节完毕.二、测定透镜的焦距 (一)原理如果平行光管已调节好,并使玻罗板位于物镜L 的焦平面上,那么,从玻罗板出射的光,经物镜L 后变成平行光,平行光通过待测透镜L x 后,将在L x 的第二焦平面F '上会聚成像,其光路如图2.24-3所示,因而玻罗板上的线对必然成像于F '面上.由图2.24-3可以得到待测透镜的焦距为式中y 是玻罗板上所选用线对间距的实测值,y '是玻罗板上对应像的间距的实测值,f '是平行光管物镜第二焦距的实测值.(二)步骤)124.2(-''-='yy f fx 图2.24-4-y '' 图2.24-331．将平行光管中的分划板换成玻罗板,并调节使之位于平行光管物镜的焦平面上.按图2.24-4放置好平行光管、待测透镜及测微目镜,并使之共轴,测微目镜放在待测透镜第二焦平面附近.2．沿光轴前后移动透镜,使在测微目镜中看到清楚的玻罗板线对的像.3．选用玻罗板上的不同线对,用测微目镜测出玻罗板线对像的间距y ' ,重复三次,取平均值,计算待测透镜的焦距.三、测透镜的分辨率 (一)原理分辨率(或分辨本领)是指光学系统能够分辨细微结构的能力,它是光学系统成像质量的综合性指标.按照几何光学的原理,任何靠近的两个物点,经光学系统后所成的像也应该是两个“点”.但这是不可能的,因为即使光学系统无像差,由于光的衍射作用,一个物点的像不再是一个“点”，而是一组衍射花样.根据衍射理论,一个透镜的分辨率用它能够分辨两组衍射花样的最小角距离θ表示.若D 为透镜孔径,λ为光波波长,则最小角距离θ为如图2.24-4所示,若将分辨率板置于平行光管的物镜焦平面上,那么,在待测透镜的第二焦平面附近,将得到分辨率板的像.用测微目镜观察此像,待测透镜的质量越高,观察到的能分辨的单元号码就越高,找出分辨率板上刚能分辨的单元号码,然后按下式计算透镜可分辨的最小角距离式中2a 为相邻两条刻线的间距,a 为刻纹宽度(单位毫米,由附表可以查得), f '为平行光管焦距的实测值．(二)测量分辨率的方法1．如图2.24-4所示,安排好仪器,将玻罗板换3号分辨率板.2．调节各光学元件,使之共轴,并将测微目镜放置在待镜的第二焦平面附近.3．沿光轴前后移动透镜,使测微目镜中能够看到分辨率板的像,并读出分辨率板上刚能被分辨的单元号码.查阅附表,计算出θ.4．测出透镜的孔径D ,由(2.24-2)式计算θ与由(2.24-3)式测得的θ进行比较(取λ=550.0nm ).思考题1．平行光管是怎样产生平行光束的? 2．平行光管调节的具体要求是什么?附表 分辨率板条纹宽度及最小分辨角(3号分辨率板)）（秒）324.2(2062652-'=f a θ）（（秒）弧度）224.2140(22.1-==DD λθ4。

实验十一平行光管的调整及使用一、实验目的1. 了解平行光管的结构、原理和调整方法；2. 掌握使用平行光管测量物体的长、宽、高，及角度等参数的方法。

二、实验原理平行光管又称为追光器，是一种用于投影、测量的光学仪器，通过平行光束的投射使被测物投影到屏幕上，从而测量物体的长、宽、高和角度等参数。

平行光管主要由发光体、物镜、平台、接触轮等部分组成，其中，发光体产生平行光束，物镜使光束垂直投射到物体表面，平台和接触轮保证了物体在同一平面上的测量。

调整好的平行光管，可以投射出非常纯净、明亮、均匀并没有“翘尾巴”的平行光。

三、实验器材平行光管、直尺、标尺、图钉、白纸、测角器。

四、实验步骤1. 开启平行光管电源，调节发光体的亮度，使平行光管发出明亮的光线；2. 将平行光管放在平稳的桌面上，调整光管的高度，使光线垂直向下照射；3. 参照平行光管安装说明书，安装和调整合适的物镜，请专业人员指导操作；4. 将待测物体放置在平行光管的平台上，与接触轮接触；5. 调整物镜位置，使得光束的最终成像平面足够大，可以容纳整个测量范围；6. 调整物镜的焦距和位置，使得光束垂直投射到物体表面；7. 在屏幕上固定一张白纸，在白纸上钉上几个图钉，并沿着待测物体的四周方向，用直尺或标尺测量物体的长、宽、高等参数；8. 使用测角器测量物体的角度等参数；9. 完成测量后，关闭平行光管电源，清理仪器和工作环境，正确认识仪器和配件的使用与维护。

五、实验注意事项1. 实验过程中，必须认真仔细，小心操作，避免意外事故的发生；2. 使用平行光管前，应仔细读取并遵守厂家的安装、调整、使用和维护规定；3. 仪器的磨损度、光管的清洁度、物镜的调整程度等，都会对测量结果产生直接的影响，应加以重视；4. 操作人员必须具备一定的专业知识和技能，不得擅自拆卸和修理仪器；5. 仪器在使用过程中，应避免与其它光学仪器和强电器具放在同一位置，以免产生干扰。

六、结论通过本实验，我们了解了平行光管的结构、原理和调整方法，并掌握了使用平行光管测量物体的长、宽、高及角度等参数的方法。

平行光管仪器内校指导书
平行光管是用于测量光的偏振方向和强度的仪器。

校准平行光管的目的是确定其准确性和精度，确保测量结果的可靠性。

以下是平行光管仪器内校的指导书的一般内容：
一、引言：
1.介绍平行光管的作用和原理，以及校准的目的和重要性。

二、设备准备：
1.列出所需的校准设备，如光源、偏振片、光探测器等。

2.检查设备的完整性和正常运行，确保校准的准确性。

三、校准步骤：
1.第一步：设置透射方向
⏹使用光源放置一个光强恒定的透射方向。

⏹调整透射方向直到光线平行且垂直于平行光管的方向。

2.第二步：测量和记录光强
⏹选取标准光源，将其透射至平行光管中。

⏹使用光探测器测量不同偏振状态下的光强，并记录测量
结果。

3.第三步：校准光路
⏹使用偏振片逐渐旋转，记录每个旋转位置下的光强变化。

⏹将记录的光强与旋转角度建立光强与偏振角的对应关系。

四、数据处理与分析：
1.统计所有的测量数据，并计算平均值、标准差等统计量。

2.分析结果，确保校准结果符合设备规格和要求。

五、结果和结论：
1.总结校准的结果和数据分析，得出关于平行光管性能的结论。

2.如果需要进行调整或修理，提供相应的建议和措施。

六、安全注意事项：
1.列出在校准过程中应注意的安全事项，如避免直接观察强光、
规避电击风险等。

七、参考文献和附录：
1.列出使用的参考文献和相关资料，并提供所需公式和图表的
附录。

在编写指导书时，应根据具体的平行光管型号、设备要求和校准流程进行修改和调整。