光学仪器实验报告

LCR 测试原理图 Guard 与 Cable 的对地寄生阻抗（Zhg,Zlg) 不影响测试结果，电桥平衡 时 Zlg 的两端电压是 0，流向 Rr 的电流不会被 Zlg 分流，Zhg 的分流作用 不影响 Hp 的电压测量。
LCR 测试原理图
四． 实验步骤
LCR 测试仪一般用于测试电感和电容。测量步骤如下： 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
用白光照明时， 视场中央出现两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 作相应的位移。P2 的移动量 t 与视场中干涉条纹的移动量 ΔN 有确定的 关系，t 等于 λ/2 时（λ 为光波的波长）视场中干涉条纹移动一个条纹间隔， 即原来零次条纹移到 1 次条纹的位置，原来 1 次条纹的位置移到 2 次条 纹的位置。如果 P2 上有一凹穴或凸缘，其凹凸的深度为 t，那么在视场中 此凹凸部分成像处的干涉条纹也相应弯曲。弯曲量 ΔN（单位为条纹间隔数 量，几个条纹或几分之一个条纹间隔）与 N 也与上述一样有确定关系,即， t = (λ )N 。因此测量时与干涉条纹的视见宽度无关。
实验五 干涉显微镜
一． 实验目的
采用通过样品内和样品外的相干光束产生干涉的方法，把相位差(或光 程差)转换为振幅（光强度）变化的显微镜，根据干涉图形可分辨出样品中 的结构，并可测定样品中一定区域内的相位差或光程差。由于分开光束的 方法不同，有不同类型的干涉显微镜，以及用于测定非均匀样品的积分显 微镜干涉仪。
一． 实验目的
阿贝折射仪是能测定透明、半透明液体或固体的折射率 nD 和平均色散 nF－nC 的仪器 （其中以测透明液体为主），如仪器上接恒温器，则可测定温度为 0℃－70℃内的折射率 nD。 折射率和平均色散是物质的重要光学常数之一，能借以了解物质的光学性能、纯度、及色散 大小等。
二． 实验仪器
阿贝折射仪
五．实验步骤
（1）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，并将进光棱镜盖上，用手轮
锁紧，要求液层均匀，充满视场，无气泡。打开遮光板，合上反射镜，调 节目镜视度，使十字线成象清晰，此时旋转手轮并在目镜视场中找到明暗 分界线的位置，再旋转手轮使分界线不带任何彩色，微调手轮，使分界线 位于十字线的中心，再适当转动聚光镜此时目镜视场下方显示示值即为被 测液体的折射率。 （2）阿贝折射仪测定透明固体
三．实验过程
1、准备样品： a、 b、 c、 粒径为 30nm 的锐钛型纳米 TiO2 粉末； 粒径为 13nm 的 锐钛型纳米 TiO2 粉末； 以上两种粉末各自配成 0.1%质量比的水溶液，超声分散 15 分 钟，使之成为均匀分散的悬浮液。
2、开启计算机和紫外分光光度计。 3、通过计算机页面设置使用参数，确定波长扫描范围。 4、进行标准校正和特殊校正。 5、装夹样品，进行样品测量。 6、进行图谱的处理，打印图谱。
二． 实验仪器
LCR 测试仪
三． 实验原理
Vx 与 Vr 均是矢量电压表，Rr 是理想电阻。自平衡电桥的意思是：当 DUT(Device Under Test)接入电路时，放大器的负反馈配置自动使得 OP 输 入端虚地。Vx 准确测定 DUT 两端电压（DUT 的 Low 电位是 0），Vr 与 Rr 测 得 DUT 电流 Ix，由此可计算 Zx。
连接到仪器上。打开仪器的电源开关，这时可以看到仪器面板上的红色电源指示 点亮，表示仪器的电源连接正常。 2.打开光源
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，一半建议选择 8 档位位置，然后再将光源镜的旋钮旋转到钨灯位 置。若有其他的外接光源则将光源镜的位置旋到其他光源上，且将外接光源的入 口处的端盖打开将光源引入。 3.进入软件 4.新建实验 5.开始采集
实验三 傅立叶光谱仪 一． 实验目的
傅立叶光谱仪相关的研究是针对光程差、分辨率、动态矫正等局部模块展开， 利用交叉学科知识的互补性，应用光机电一体化和计算机软件编程技术对这项技 术进行改造。
二．实验仪器
傅立叶光谱仪
三．实验原理
傅立叶光谱方法利用干涉图和光谱图之间的对应关系。通过测量干涉图和对 干涉图进行傅立叶积分变换的方法来测定和研究光谱图。和传统的色散性光谱仪 相比较，傅立叶光谱仪可以理解为以某种数学方式对光谱信息进行编码的摄谱 仪，他能同时测量、记录所有谱元的信号，并以更高的效率采集来自光源的辐射 能量，从而使它具有比传统光谱仪高的多信噪比和分辨率；同时他的数字化的光 谱数据，也便于计算机处理和演绎。正是这些基本优点，使得傅立叶光谱方法发 展为目前红外和远红外波段中最有力的光谱工具。他的开发、研究和应用已经形 成了光谱学的一个独立分支—傅立叶光谱学，或称为干涉光谱学。
三． 实验原理
折射仪的基本原理即为折射定律：n1,n1n2 为交界面的两侧的两种介质 的折射率。
若光线从光密介质进入光疏介质，入射角小于折射角，改变入射角可以 使折射达到 90°，此时的入射角称为临界角，本仪器测定折射率是基于测 定临界角的原理。
当不同角度光线射入 AB 面时，其折射都大于Ⅰ，如果用一望远镜对出 射光线视察，可以看到望远镜视场被分为明暗两部分，二者之间有明显分 界线。明暗分界处即为临界角的位置。
本仪器就是用测量现场中干涉条纹的弯曲量，反过来推算出零件表面的 不平深度。 仪器上的干涉滤色片，使白光过滤后，只有半宽度很小的这部 分单色光通过仪器，这种单色光有较好的相干 性。因此在使用仪器时为寻 找干涉条纹提供了方便；同时，这种单色光有确定的波长值，因而能提高 测量精度。
四．仪器矫正
仪器定期进行校准，或对测量数据有怀疑时，也可以对仪器进行校准。校准用蒸 馏 水 或 玻 璃 标 准 块 。如 测 量 数 据 与 标 准 有 误 差 ，可 用 钟 表 螺 丝 刀 通 过 色 散 校 正 手 轮 中 的 小 孔 ，小 心 旋 转 里 面 的 螺 钉 ，使 分 划 板 上 交 叉 线 上 下 移 动 ，然 后 再 进 行 测 量 ，直 到 测数符合要求为止。样品为标准块时，测数要符合标准块上所标定的数据
二． 实验仪器
干涉显微镜
三． 实验原理
干涉显微镜是干涉仪和显微镜的结合。将被测件和标准光学镜面相比 119 较。用光波波长作为尺子来衡量工件表面的不平深度。由于光洁度是 微观不平深度。所以用显微镜进行高倍放大后再行观察和测量。
为了获得干涉，必须使光源 S 发出的光束经分光板 T 后分为两束； 一 束透过分光板 T， 补偿板 T1， 显微物镜 O2 后射向被测工件 P2 的表 面；由 P2 反 射后经原路返回至分光板 T，再在 T 上反射，射向 观察 目镜 O3；另一束由分光板 T 反射后通过物镜 O1 射到标准镜 P1 上，由 P1 反射，再经物镜 O1 并透 过分光板 T，也射向观察目镜 O3。它与第 一束光线 相遇，产生干涉。通过目镜 O3 可以看到定位在工件 表面上的 干涉条纹。 分光板 T、补偿板 T1、物镜 O1 、O2 以及标准 镜 P1 等 都经过精密加工，如果被测工件表面也是同 样精密那么就可以得到没有曲 折的直接干涉条纹。 调节 P1 、P2 至物镜 O1 、O2 的距离，使目镜 视 场中能清晰的看到 P1 、P2 的表面像。同时物镜 O1 、O2 离分光板分光 点的光学距离相等时，说明干涉仪的二臂之长相等，视场中出现零次干涉 条纹。
傅里叶变换红外光谱仪原理图 傅立叶的变换过程实际上就是调制与解调的过程，通过调制我们将待测光的
高频率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，得出待测光中地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。
பைடு நூலகம்四．实验步骤
1.安放仪器 先将傅立叶变换实验装置摆放到平稳的工作台上，将电源和 USB 连接总线
四．实验结果分析及结论
通过两种不同粒径的纳米 TiO2 在紫外和可见光的波长扫描，可以得到下列结论： 1、锐钛型纳米 TiO2 在浓度仅仅为 0.1%的情况下在紫外区已经表 现为优异的紫外吸 收特性，可以此做为涂料改性的功能材料使用。 2、在相同浓度下，纳米 TiO2 的粒径越小，紫外区的吸收性能越优越。
钨灯设置为一分钟后点击确定，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。 6.傅立叶变换
点击工具栏的傅立叶变换按钮，出现界面，根据用户的需要选择需要加载的 窗体，其中包括矩形窗函数、三角窗函数、汉宁窗函数、海明窗函数、布莱克曼 窗函数；并且可以根据需要更换傅立叶变换的范围。
实验四 阿贝折射仪
燕山大学
常见光学仪器原理及使用实验报告
L.C.R 测试仪 紫外可见分光度计 傅立叶光谱仪 阿贝折射仪 干涉显微镜 数字存储示波器
学院（系）： 年级专业： 学 号： 学生姓名： 指导教师：
实验一 LCR 测试仪 一． 实验目的
LCR 测试仪能准确并稳定地测定各种各样的元件参数，主要是用来测试电感、电 容 、电 阻 的 测 试 仪 。它 具 有 功 能 直 接 、操 作 简 便 等 特 点 ，能 以 较 低 的 预 算 来 满 足 生 产 线质量保证、进货检验、电子维修业对器件的测试要求。
被测物体上需要有一个平整的抛光面，把进光棱镜打开，在折射棱镜的 抛光面上加 1~2 滴溴代萘，并将被测物体的抛光面擦干净放上去，使其接 触良好，此时便可在目镜
视场中寻找分界线，瞄准和读数的操作方法如前所述。 （3）测定半透明固体
被测半透明固体上也需要有一个平整的抛光面。测量时将固体的抛光面 用溴代萘沾在折射棱镜上，打开反射镜并调整角度利用反射光束测量，具 体操作方法同上。 （4）测量蔗糖内糖量浓度
LCR 测试原理图 HP4275 的测试端 Hp,Hc,Lp,Lc（下标 c 代表 current, 下标 p 代表 Potentail)，Guard（接地)的配置可导致测试的误差的差异。 提高精度的方法是: 1,Hp,Lp,Hc,Lc 尽量接近 DUT; 2,减小测试电流 Ix 的回路面积&磁通量（关键是分析 Ix，要配合使用 Guard 与 Cable 最小 化回路面积);3,使用 Gurard 与 Cable 构建地平面中断信号线间的电场连 接，虽然会增加信号线的对地电容（对地电容不影响测试结果），但是会 减少信号线的互容。
联电感）、CP（并联电容）、D 等 。 4.仪器 校 准， 校 准主 要 进行 开 路、 短 路校 准 ，高 档 的仪 器 要进 行 负载
校准 5.选择测试夹具 。 6.夹具补偿 。 7.将 DUT 放在夹具上开始测试。
实验二 紫外可见分光度计 一． 实验目的
本实验目的是掌握 TiO2 的光学特性，特别是在紫外光区和可见 光区的光学特性的检 测方法， 同时具有分析和运用材料紫外光区和可 见光区光谱特性的能力。
操作与测量液体折射率时相同，此时读数可直接从视场中示值上半部读 出，即为蔗糖溶液含糖量浓度的百分数。 （5）阿贝折射仪测定平均色散值
基本操作方法与测量折射率时相同，只是以两个不同方向转动色散调节 手轮时，使视场中明暗分界线无彩色为止，此时需记下每次在色散值刻度 圈上指示的刻度值 Z，取其平均值，再记下其折射率 nD。根据折射率 nD 值， 在阿贝折射仪色散表的同一横行中找出 A 和 B 值（若 nD 在表中二数值中间 时用内插法求得）。再根据 Z 值在表中查出相应的 б 值。当 Z﹥30 时取负 值，当 Z﹤30 时取正值，按照所求出的 A、B、值代入色散公式 就可求出 平均色散值。 （6）若需测量在不同温度时的折射率，将温度计旋入温度计座中，接上恒 温器通水管，把恒温器的温度调节到所需测量温度，接通循环水，待温度 稳定十分钟后，即可测量。
二． 实验原理
当光作用在物质上时，一部分被表面反射，一部份被物质吸收。 改变入射光的波长时， 不同物质对每种波长的光都有对对应的吸收程 度（A）或透过程度（T） ，可以作出这种 物质在实验波长范围内的吸 收光谱曲线或透过光谱曲线。用紫外-可见分光光度计可以作出 材料 在紫外光区和可见光区的对紫外光和可见光的吸收光谱曲线或透过 光谱曲线。利用的 是朗伯-比尔定律：A=abc（A 为吸光度，a 为吸光 系数，b 是光路长度，c 为浓度） 。