光学仪器实验报告

常用光电仪器原理及使用

实验报告

班级：11级光信息1班

姓名：姜萌萌

学号：110104060016

指导老师：李炳新

数字存储示波器

一、实验目的

1、熟悉数字存储示波器的使用方法；

2、测量数字存储示波器产生方波的上升时间；

二、实验仪器

数字存储示波器

三、实验步骤

1、产生方波波形

⑴、打开示波器电源阅读探头警告，然后按下OK。按下“DEFAULT SETUP”按钮，默认的电压探头衰减选项是10X。

⑵、在P2200探头上将开关设定到10X并将探头连接到示波器的通道1上，然后向右转动将探头锁定到位，将探头端部和基线导线连接到“PROBE COMP”终端上。

⑶、按下“AUTOSET”按钮，在数秒钟内，看到频率为1KHz 电压为5V峰峰值得方波。按两次CH1BNC按钮删除通道1，

按下CH2BNC按钮显示通道2，重复第二步和第三步。

2、自动测量

⑴、按下“MUASURE”按钮，查看测量菜单。

⑵、按下顶部的选项按钮，显示“测量1菜单”。

⑶、按下“类型”“频率”“值”读书将显示测量结果级更新信息。

⑷、按下“后退”选项按钮。

⑸、按下顶部第二个选项按钮；显示“测量2菜单”。

⑹、按下“类型”“周期”“值”读数将显示测量结果与更新信息。

⑺、按下“后退”选项按钮。

⑻、按下中间选项按钮；显示“测量3菜单”。

⑼、按下“类型”“峰-峰值”“值”读数将显示测量结果与更新信息。

⑽、按下“后退”选项按钮。

⑾、按下底部倒数第二个按钮；显示“测量4菜单”。⑿、按下“类型”“上升时间”“值”读数将显示测量结果与更新信息。

LCR测试仪

一、实验目的

1、熟悉LCR测试仪的使用方法；

2、了解LCR测试仪的工作原理；

3、精确测量一些电阻，电感，电容的值；

二、实验仪器

LCR测试仪，电阻，电容，电感等元件

三、LCR测试原理

根据待测元器件实际使用的条件和组合上的差别，LCR 测量仪有两种检测模式，串联模式和并联模式。串联模式以检测元器件Z为基础，并联模式以检测元器件的导纳Y为基础，当用户将测出流过待测元件的电流I，数字电压表将测出待测元件两端的电压V，数字鉴相器将测出电压V和电流I 之间的相位角 。检测结果被储存在仪器内部微型计算机的

三个存储单元中。有了V、I、 这三个数据，仪器内部计算机就会自动算出用户所要检测的参数。

四、LCR测试仪的测量步骤

1、设置测试频率；

2、测试电压或者电流水平；

3、选择测试参数，比如Z、Q、LS（串联电感）、LP（并联电感）、CS(串联电容）、CP（并联电容）、D等；

4、仪器校准，校准主要进行开路、短路校准；

5、选择测试夹具，并进行夹具补偿；

6、将DUT放在夹具上开始测试；

WFZ-26A型紫外可见分光光度计

一、实验目的：

1、熟练操作WFZ-26A型紫外可见分光光度计；

2、了解WFZ-26A型紫外可见分光光度计的工作原理；

3、运用WFZ-26A型紫外可见分光光度计测量光谱。

二、实验仪器

WFZ-26A型紫外可见分光光度计

三、仪器工作原理：

1、光学系统

仪器光学系统由光源系统、单色器系统、光度计系统和接收系统组成，仪器光学系统光路图如图一所示。

图一 WFZ-26A型紫外可见分光光度计光路图

光源系统由氘灯和卤钨灯组成。单色器系统采用高性能平面光栅,ZENY-TURNER分光系统,接收系统采用光电倍增管作为接收器件。

2、电子系统

电子系统由电源系统、负高压系统、放大器系统、驱动系统、I/0系统和A/D转换系统组成，

光电倍增管输出的电信号，经前置放大器后，由相位检测

器控制，经过模拟开关，分成R、S、D三路信号转换成数字信号后由计算机进行处理。

3、计算机系统

计算机进行控制和信号处理工作主要有：系统初始化、波长扫描、光源切换、狭缝切换、滤光片切换、参数设置、光谱扫描、光谱处理、光谱打印等。

4、操作软件

操作软件是WFZ-26A紫外可见分光光度计的重要组成部分。操作软件中主菜单项有：文件、测量方式、数据处理、系统操作、帮助。

四、实验步骤：

1、设置测量参数

根据样品测试要求，设置测量参数。

2、检查仪器当前状态

当测量参数设置完毕后，根据测量参数内容检查仪器当前波长扫描范围和测量刻度范围是否符合要求。在主画面中，观察测量值的变化，可以初步判断仪器是否正常。在没放样品的情况下，测量模式是通过率时，透过率值一般在100%附

近。如果测量模式是能量模式方式，设置合适的狭缝宽度和负高压值。使能量值在0~4095之间。

3、进行测量

⑴光谱扫描

根据样品测试要求，设置合适的测量参数，用“波长检索”功能使仪器快速走到扫描波长范围起始波长处，如果测量模式是透过率和吸光度，在先进行能量或空白的基线光谱扫描，然后进行样品的紫外光光谱扫描，如果测量模式是能方式，不需要进行基线光谱扫描，直接选择光谱扫描。

⑵定波长时间扫描

设置扫描方式为“时间扫描”和扫描时间，用“波长检索”扫描是仪器快速走到制定波长处，根据决定是否进行“系统扫描”在“测量方式”菜单中选择时间扫描一项即可开始定时间扫描测量。扫描得到的紫外光光谱，进行谱图打印，峰值检索，存储和各种数据处理。

五、实验数据记录：

波长范围：180—890nm

未加样品：透过率100，吸收度0

加酒精：透过率99.23，吸收率0.008

6JA型干涉显微镜

一、实验目的

1、熟练使用6JA型干涉显微镜；

2、了解6JA型干涉显微镜的工作原理；

二、实验仪器

6JA型干涉显微镜

三、工作原理

干涉显微镜是干涉仪和显微镜的组合，将被测件和标准光学镜面相比较用光波波长为尺寸来衡量工件表面的不平深度。为了获得干涉，使光源S发出的光束，经分光板T后分为两束，一束经过光板T补偿板T1，显微物镜O2后射向被测工件P2的表面，由P2反射后经原路返回至亮板，再在T 上反射，射向观察目镜03，另一束由分光板T反射后通过物镜01射到标准P1上，由P1反射，再经物镜01并透过分光

板T，射向观察目镜O3，它与第一束光线相遇，产生干涉。

调节P1、P2至物镜O1、O2的距离，是目镜视场中能清晰看到P1和P2表面的像，视场中出现的零次干涉条纹，用白光照明时，视场中央出现二条近似黑色对称条纹，再其次，对称分布着数条彩色条纹。使P2作高低方向微量移动时，视场中干涉条纹也做相应的位移。

图一仪器光学系统图

四、实验步骤：

1、调整仪器

将灯源插头插在变压插座上，变压器插头插在电源插座

上，打开变压器上开关。将手轮（10）转到目视位置，同时转动手轮（6）将遮光板（B）从光路中转出，此时在目镜中应看到明亮的视场。转动手轮（8）使目镜视场总下方弓形直边清晰。

在工作台上安置被测工件，被测面朝向物镜，转动手轮（6）将标准镜P1一路光束遮去，转动滚花轮（2c）使工作台上下升降，直到目镜视场中观察到清晰的工件表面像为止，此时再转动手轮（6），将遮光板（B）从光路中转出。松开螺丝（1b）将测微目镜从目镜中取出，此时转动手轮（11）使孔径光栏开至最大，转动手轮（7）（9），是二个灯丝像完全重合，同时调节螺丝（4a）是灯丝像位于孔径光栏中央，再插上测微目镜，旋紧螺丝（1b）。

将手轮（I2）向左推到底，干涉滤色片F插入光路，此时在目镜中应能看到干涉条纹，此时把手柄（I2）向右推到底。移动工作台使加工纹路和干涉条纹方向垂直。松开螺丝（1b）转动测微目镜，使视场中十字线之一与干涉条纹平行。

2、不平深度测量

⑴用目视估计测量

白光时 t=0.27*△N微米

单色光 t=（1/2） *△N微米

2、用测微目镜测量

把测微目镜十字线中一条与干涉条纹的方向平行，另一条被测量表面划痕方向平行，此时用箍紧螺丝将测微目镜固紧。

⑴测量条纹之间的间隔；

⑵测量条纹的弯曲量；

⑶计算不平整。

3、照相测量

⑴用目镜观察，将显微镜调整到清晰的像，同时调节光栏使物体和干涉条纹的像有最大的对比。

⑵旋转手轮，使反光镜转到照相的位置，曝光时间为1秒左右。

XTF-型傅里叶变换实验装置

一、实验目的

1、熟悉XTF-型傅里叶变换实验装置的使用方法；

2、了解XTF-型傅里叶变换实验装置的工作原理；

二、实验仪器

XTF-型傅里叶变换实验装置

三、实验原理

傅里叶的变换过程实际上就是调制和解调的过程，通过调制我们将待测的高频调制成我们可以掌控、接收的频率。然后将接收器接收到的信号送到调制器中进行分解，得出待测光中的频率成分及各频率对应的强度值，这样我们就得到了待测光的光谱图。

调制和解调方程：()()cos(2)I B v v dv δπσ+∞

-∞=?

解调方程：()()cos(2)B v I v d σπσσ+∞

-∞=?

()I δ——随光程变化的干涉图

V ——表示最小波数

B （v ）——复原光谱图强度分布

四、实验装置基本结构

1、光路部分

典型的迈克尔逊光路设计，采用光的干涉原理通过傅里叶变换的数学处理来获得光谱图。采用干涉方法的分辨率由测量时间来决定的，采集的时间越长分辨率就越高。

图11

光谱仪的光源有单色光源和复合光源。复合光源通过迈克

尔逊干涉仪时，每一种单色光都发生干涉，产生干涉光，光源的干涉图就是这无数个无限窄的单色干涉光组成的。

2、机械设计部分

光路采用的是迈克尔逊干涉装置，其对动镜的移动精度要求较高，要实现较高的干涉条纹精度，首先要确保动镜的移动精度及移动的直线度。

五、实验步骤

1、打开电源

图24

光源的电源打开，可以看到红色钨灯的指示灯点亮，表示钨灯已经打开；选择合适的光阑，一般选择8档位置，然后再将光源镜的旋钮旋到钨灯位置如图表24所示，若用其它的外接光源则将光源镜的位置旋到其它光源上，且将外接光源的入口处的端盖打开将光源引入。

2、进入软件

以钨灯为例，将光源位置调整好后，进入软件界面。

3、新建实验

进入软件界面点击新建实验，点击参数设置。

4、开始采集

钨灯设置时间分一分钟后点击确定，然后回到新建界面，然后点击界面上的采集数据按钮，出现复位界面，复位完成。

5、傅里叶变换

点击工具栏的傅里叶变换按钮，根据用户的需求加载窗口，并且可以根据需要变换傅里叶变换的范围。

6、得到光谱图

六、实验数据记录

2wj阿贝折射仪

一、实验目的

1、熟练使用2wj阿贝折射仪；

2、了解2wj阿贝折射仪的工作原理；

二、实验仪器

2wj阿贝折射仪，无水乙醇，蒸馏水，丙三醇，丙烯酸甲酯三、仪器工作原理

折射仪的基本原理即为折射定律，测定折射率是基于测定临界角的原理。图二中当不同的角度光线射入另一种物质表面时，用一望远镜对出射光线观察，可以看到望远镜视场被分为两部分，二者之间有明显分界线。如图三所示，明暗分界线为临界角的位置。

图三

(透明固体或液体)其折射率为n2，由折射定律得：

1*2*2*sin 90sin sin sin n n n i α

β?αβ

α?β

===+=- 代入（1）式得：

122sin()

(sin cos cos sin )n n n ?β?βββ=-=-

由（2）式得：

22222222222222sin sin (1cos )sin cos sin n i

n i n n i

βββ=-=-=

cos β=

代入（3）式得：

1sin cos sin n i ?=-

棱镜之折射率?与折射n2均已知，当测得临界角i 时，即可换算到被测物体之折射率n0。

四、实验步骤

1、准备工作

(1)、在开始测定前，必须先用标准试样校对读数。对折射棱镜的抛光面加1~2滴溴萘，再贴上标准试样的抛光面，当

读数视场指示于标准试样上之值时，观察望远镜内明暗分界线是否在十字线中间，使分界线象位移至十字线中心，通过反复地观察与校正，使示值的起始误差降至最小。

(2)、每次测定工作之前及进行示值校准时必须将进光棱镜的毛面，折射棱镜的抛光面及标准试样的抛光面，用无水酒精与乙醚的混合液和脱脂棉花轻擦干净。

2、测定工作

阿贝折射仪测定透明半透明液体，将被测液体用干净滴管加在折射棱镜表面，将进光棱镜盖上，用手轮(10)锁紧。打开遮光板(3)，合上反射镜(1)，调节目镜视度，使十字线成象清晰，此时旋转手轮(15)并在目镜视场中找到明暗分界线的位置，再旋转手轮(6)使分界线不带任何彩色，微调手轮(15)，使分界线位于十字线的中心，再适当转动聚光镜(12)此时目镜视场下方显示示值即为被测液体的折射率。

五、实验数据记录（折射率）

蒸馏水： 1.324 丙三醇：1.4435

无水乙醇：1.336 丙烯酸甲酯：1.425