光學儀器實驗報告

常用光電儀器原理及使用實驗報告班級：11級光信息1班姓名：姜萌萌學號：110104060016指導老師：李炳新數(shù)字存儲示波器一、實驗目的1、熟悉數(shù)字存儲示波器的使用方法；2、測量數(shù)字存儲示波器產(chǎn)生方波的上升時間；二、實驗儀器數(shù)字存儲示波器三、實驗步驟1、產(chǎn)生方波波形⑴、打開示波器電源閱讀探頭警告，然后按下0K。按下“DEFAULTSETUP”按鈕，默認的電壓探頭衰減選項是10X。⑵、在P2200探頭上將開關設定到10X并將探頭連接到示波器的通道1上，然后向右轉(zhuǎn)動將探頭鎖定到位，將探頭端部和基線導線連接到“PROBECOMP”終端上。⑶、按下“AUTOSET”按鈕，在數(shù)秒鐘內(nèi)，看到頻率為lKHz電壓為5V峰峰值得方波。按兩次CH1BNC按鈕刪除通道1,按下CH2BNC按鈕顯示通道2,重復第二步和第三步。2、自動測量⑴、按下“MUASURE”按鈕，査看測量菜單。(2)、按下頂部的選項按鈕，顯示“測量1菜單”⑶、按下“類型”“頻率”“值”讀書將顯示測量結(jié)果級更新信息。⑷、按下“后退”選項按鈕。⑸、按下頂部第二個選項按鈕；顯示“測量2菜單”。⑹、按下“類型”“周期”“值”讀數(shù)將顯示測量結(jié)果與更新信息。⑺、按下“后退”選項按鈕。⑻、按下中間選項按鈕；顯示“測量3菜單”。⑼、按下“類型”“峰-峰值”“值”讀數(shù)將顯示測量結(jié)果與更新信息。Q0)、按下“后退”選項按鈕。QD、按下底部倒數(shù)第二個按鈕；顯示“測量4菜單”。QQ、按下“類型”“上升時間”“值”讀數(shù)將顯示測量結(jié)果與更新信息。LCR測試儀一、實驗目的1、熟悉LCR測試儀的使用方法；2、了解LCR測試儀的工作原理；3、精確測量一些電阻，電感，電容的值；二、實驗儀器LCR測試儀，電阻，電容，電感等元件三、LCR測試原理根據(jù)待測元器件實際使用的條件和組合上的差別，LCR

測量儀有兩種檢測模式，串聯(lián)模式和并聯(lián)模式。串聯(lián)模式以

檢測元器件Z為基礎，并聯(lián)模式以檢測元器件的導納Y為基

礎，當用戶將測出流過待測元件的電流I，數(shù)字電壓表將測

出待測元件兩端的電壓V，數(shù)字鑒相器將測出電壓V和電流I

之間的相位角。檢測結(jié)果被儲存在儀器內(nèi)部微型計算機的

三個存儲單元中。有了V、I、這三個數(shù)據(jù)，儀器內(nèi)部計算

機就會自動算出用戶所要檢測的參數(shù)。四、LCR測試儀的測量步驟1、 設置測試頻率；2、 測試電壓或者電流水平；3、 選擇測試參數(shù)，比如Z、Q、LS（串聯(lián)電感）、LP（并聯(lián)電感）、CS（串聯(lián)電容）、CP（并聯(lián)電容）、D等；4、 儀器校準，校準主要進行開路、短路校準；5、 選擇測試夾具，并進行夾具補償；6、 將DUT放在夾具上開始測試；WFZ-26A型紫外可見分光光度計一、 實驗目的：1、 熟練操作WFZ-26A型紫外可見分光光度計；2、 了解WFZ-26A型紫外可見分光光度計的工作原理；3、 運用WFZ-26A型紫外可見分光光度計測量光譜。二、 實驗儀器WFZ-26A型紫外可見分光光度計三、儀器工作原理：1、光學系統(tǒng)儀器光學系統(tǒng)由光源系統(tǒng)、單色器系統(tǒng)、光度計系統(tǒng)和接收系統(tǒng)組成，儀器光學系統(tǒng)光路圖如圖一所示。圖一WFZ-26A型紫外可見分光光度計光路圖光源系統(tǒng)由氘燈和鹵鎢燈組成。單色器系統(tǒng)采用高性能平面光柵,ZENY-TURNER分光系統(tǒng)，接收系統(tǒng)采用光電倍增管作為接收器件。2、電子系統(tǒng)電子系統(tǒng)由電源系統(tǒng)、負高壓系統(tǒng)、放大器系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、I/O系統(tǒng)和A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)組成，光電倍增管輸出的電信號，經(jīng)前置放大器后，由相位檢測器控制，經(jīng)過模擬開關，分成R、S、D三路信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后由計算機進行處理。3、計算機系統(tǒng)計算機進行控制和信號處理工作主要有：系統(tǒng)初始化、波長掃描、光源切換、狹縫切換、濾光片切換、參數(shù)設置、光譜掃描、光譜處理、光譜打印等。4、操作軟件操作軟件是WFZ-26A紫外可見分光光度計的重要組成部分。操作軟件中主菜單項有：文件、測量方式、數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)操作、幫助。四、實驗步驟：1、 設置測量參數(shù)根據(jù)樣品測試要求，設置測量參數(shù)。2、 檢查儀器當前狀態(tài)當測量參數(shù)設置完畢后，根據(jù)測量參數(shù)內(nèi)容檢查儀器當前波長掃描范圍和測量刻度范圍是否符合要求。在主畫面中，觀察測量值的變化，可以初步判斷儀器是否正常。在沒放樣品的情況下，測量模式是通過率時，透過率值一般在100%附近。如果測量模式是能量模式方式，設置合適的狹縫寬度和負高壓值。使能量值在0~4095之間。3、進行測量⑴光譜掃描根據(jù)樣品測試要求，設置合適的測量參數(shù)，用“波長檢索”功能使儀器快速走到掃描波長范圍起始波長處，如果測量模式是透過率和吸光度，在先進行能量或空白的基線光譜掃描，然后進行樣品的紫外光光譜掃描，如果測量模式是能方式，不需要進行基線光譜掃描，直接選擇光譜掃描。⑵定波長時間掃描設置掃描方式為“時間掃描”和掃描時間，用“波長檢索”掃描是儀器快速走到制定波長處，根據(jù)決定是否進行“系統(tǒng)掃描”在“測量方式”菜單中選擇時間掃描一項即可開始定時間掃描測量。掃描得到的紫外光光譜，進行譜圖打印，峰值檢索，存儲和各種數(shù)據(jù)處理。五、實驗數(shù)據(jù)記錄：波長范圍：180—890nm未加樣品：透過率100，吸收度0加酒精：透過率99.23，吸收率0.0086JA型干涉顯微鏡一、實驗目的1、 熟練使用6JA型干涉顯微鏡；2、 了解6JA型干涉顯微鏡的工作原理；二、實驗儀器6JA型干涉顯微鏡三、工作原理干涉顯微鏡是干涉儀和顯微鏡的組合，將被測件和標準光學鏡面相比較用光波波長為尺寸來衡量工件表面的不平深度。為了獲得干涉，使光源S發(fā)出的光束，經(jīng)分光板T后分為兩束，一束經(jīng)過光板T補償板T1，顯微物鏡O2后射向被測工件P2的表面，由P2反射后經(jīng)原路返回至亮板，再在T上反射，射向觀察目鏡03,另一束由分光板T反射后通過物鏡01射到標準P1上，由P1反射，再經(jīng)物鏡01并透過分光板T,射向觀察目鏡0它與第一束光線相遇，產(chǎn)生干涉。3，調(diào)節(jié)Pl、P2至物鏡01、02的距離，是目鏡視場中能清晰看到P1和P2表面的像，視場中出現(xiàn)的零次干涉條紋，用白光照明時，視場中央出現(xiàn)二條近似黑色對稱條紋，再其次，對稱分布著數(shù)條彩色條紋。使P2作高低方向微量移動時，視場中干涉條紋也做相應的位移。圖一儀器光學系統(tǒng)圖四、實驗步驟：1、調(diào)整儀器將燈源插頭插在變壓插座上，變壓器插頭插在電源插座上，打開變壓器上開關。將手輪（10）轉(zhuǎn)到目視位置，同時轉(zhuǎn)動手輪（6）將遮光板（B）從光路中轉(zhuǎn)出，此時在目鏡中應看到明亮的視場。轉(zhuǎn)動手輪（8）使目鏡視場總下方弓形直邊清晰。在工作臺上安置被測工件，被測面朝向物鏡，轉(zhuǎn)動手輪（6）將標準鏡P1一路光束遮去，轉(zhuǎn)動滾花輪（2c）使工作臺上下升降，直到目鏡視場中觀察到清晰的工件表面像為止，此時再轉(zhuǎn)動手輪（6），將遮光板（B）從光路中轉(zhuǎn)出。松開螺絲（lb）將測微目鏡從目鏡中取出，此時轉(zhuǎn)動手輪（11）使孔徑光欄開至最大，轉(zhuǎn)動手輪（7）（9），是二個燈絲像完全重合，同時調(diào)節(jié)螺絲（4a）是燈絲像位于孔徑光欄中央，再插上測微目鏡，旋緊螺絲（lb）。將手輪（I2）向左推到底，干涉濾色片F(xiàn)插入光路，此時在目鏡中應能看到干涉條紋，此時把手柄（I2）向右推到底。移動工作臺使加工紋路和干涉條紋方向垂直。松開螺絲（lb）轉(zhuǎn)動測微目鏡，使視場中十字線之一與干涉條紋平行。2、不平深度測量⑴用目視估計測量白光時 t=0?27*AN微米單色光t=(1/2) *^N微米2、用測微目鏡測量把測微目鏡十字線中一條與干涉條紋的方向平行，另一條

被測量表面劃痕方向平行，此時用箍緊螺絲將測微目鏡固緊。⑴測量條紋之間的間隔；⑵測量條紋的彎曲量；⑶計算不平整。3、照相測量⑴用目鏡觀察，將顯微鏡調(diào)整到清晰的像，同時調(diào)節(jié)光欄使物體和干涉條紋的像有最大的對比。⑵旋轉(zhuǎn)手輪，使反光鏡轉(zhuǎn)到照相的位置，曝光時間為1秒XTF-型傅里葉變換實驗裝置一、 實驗目的1、 熟悉XTF-型傅里葉變換實驗裝置的使用方法；2、 了解XTF-型傅里葉變換實驗裝置的工作原理；二、 實驗儀器XTF-型傅里葉變換實驗裝置三、 實驗原理傅里葉的變換過程實際上就是調(diào)制和解調(diào)的過程，通過調(diào)制我們將待測的高頻調(diào)制成我們可以掌控、接收的頻率。然后將接收器接收到的信號送到調(diào)制器中進行分解，得出待測光中的頻率成分及各頻率對應的強度值，這樣我們就得到了待測光的光譜圖。調(diào)制和解調(diào)方程：1?）=1如B（v）cos（2兀2）dv—g

解調(diào)方程：B(v)=J+'IQ)cos(2兀va)dos1(5)——隨光程變化的干涉圖V—表示最小波數(shù)B(v)——復原光譜圖強度分布四、實驗裝置基本結(jié)構(gòu)1、光路部分典型的邁克爾遜光路設計，采用光的干涉原理通過傅里葉變換的數(shù)學處理來獲得光譜圖。采用干涉方法的分辨率由測量時間來決定的，采集的時間越長分辨率就越高。圖11光譜儀的光源有單色光源和復合光源。復合光源通過邁克

爾遜干涉儀時，每一種單色光都發(fā)生干涉，產(chǎn)生干涉光，光源的干涉圖就是這無數(shù)個無限窄的單色干涉光組成的。2、機械設計部分光路采用的是邁克爾遜干涉裝置，其對動鏡的移動精度要求較高，要實現(xiàn)較高的干涉條紋精度，首先要確保動鏡的移動精度及移動的直線度。五、實驗步驟1、打開電源圖24光源的電源打開，可以看到紅色鎢燈的指示燈點亮，表示鎢燈已經(jīng)打開；選擇合適的光闌，一般選擇8檔位置，然后再將光源鏡的旋鈕旋到鎢燈位置如圖表24所示，若用其它的外接光源則將光源鏡的位置旋到其它光源上，且將外接光源的入口處的端蓋打開將光源引入。2、進入軟件以鎢燈為例，將光源位置調(diào)整好后，進入軟件界面。3、新建實驗進入軟件界面點擊新建實驗，點擊參數(shù)設置。4、開始采集鎢燈設置時間分一分鐘后點擊確定，然后回到新建界面，然后點擊界面上的采集數(shù)據(jù)按鈕，出現(xiàn)復位界面，復位完成5、傅里葉變換點擊工具欄的傅里葉變換按鈕，根據(jù)用戶的需求加載窗口并且可以根據(jù)需要變換傅里葉變換的范圍。6、得到光譜圖六、實驗數(shù)據(jù)記錄2wj阿貝折射儀一、實驗目的1、 熟練使用2wj阿貝折射儀；2、 了解2wj阿貝折射儀的工作原理；二、 實驗儀器2wj阿貝折射儀，無水乙醇，蒸餾水，丙三醇，丙烯酸甲酯三、 儀器工作原理折射儀的基本原理即為折射定律，測定折射率是基于測定臨界角的原理。圖二中當不同的角度光線射入另一種物質(zhì)表面時，用一望遠鏡對出射光線觀察，可以看到望遠鏡視場被分為兩部分，二者之間有明顯分界線。如圖三所示，明暗分界線為臨界角的位置。圖三（透明固體或液體）其折射率為n2,由折射定律得:

ni*sin90。=n2*sinan2*sin卩=sini^=a+pa=q—卩代入(1)式得：n1=n2sin(q—p)=n2(sinqcosp—cospsinp)由(2)式得：n2sin2p=sin2i2n2(1—cos2p)=sin2i2n2—n2cos2p=sin2i22cosp=J(n2-sin2i)/n2代入(3)式得：5=sinqjn5=sinqjn2-sin2i—cosqsini棱鏡之折射率"與折射n2均已知，當測得臨界角i時,即可換算到被測物體之折射率n0。四、實驗步驟1、準備工作(1)、在開始測定前，必須先用標準試樣校對讀數(shù)。對折射棱鏡的拋光面加1~2滴溴萘，再貼上標準試樣的拋光面，當讀數(shù)視場指示于標準試樣上之值時，觀察望遠鏡內(nèi)明暗分界線是否在十字線中間，使分界線象位移至十字線中心，通過反復地觀察與校正，使示值的起始誤差降至最小。(2)、每次測定工作之前及進行示值校準時必須將進光棱鏡的毛面，折射棱鏡的拋光面及標準試樣的拋光面，用無水酒精與乙醚的混合液和脫脂棉花輕擦干