光速测定实验指导书.doc

1、LS-III型光速测定仪
仪器的用途
HLD-LS-III型光速测定仪由主机和示波器、高频率计等部分组成。它能直接在示波器的荧光屏上显示两路光程不同的光“拍”频波的波形和位相,从而达到测量光波在空气中传播速度的目的。
仪器的结构
主机见结构图
信号处理部分:
(1)声光频移器(2)高频信号源(3)光电接收盒(4)分频器
光路部件:
光栏(3) 全反镜(4、9、10)(11~13)(14~16) 半反镜(7)
半反镜(条形)(5) 斩光器(6) 导轨(17) 箱体(18)
电源:
1、氦氖激光器电源;2、±15V直流稳压源
光源:
氦氖激光管
仪器的工作原理
电原理方框图
D-02 D-01 D-03 D-04-1
至外触发输入至Y输入
(示波器)
(用户自备)
光路系统
光电接收器
声光频移器
氦氖激光器
激光
电源
1/2分频
本振
混频器1
混频器2
D-04-2
高频率计
(用户自备)
高频信号源
选频放大器
选频放大器
工作原理说明
发射部分:
长250mm的氦氖激光管输出波长为6328Å,,同时功率信号源输出的频率为15MHz左右、功率1W左右的正弦信号加在频移器的晶体换能器上,在声光介质中产生声驻波,使介质产生相应的疏密变化,形成一位相光栅,则出射光具有2种以上的光频,其产生的光“拍”信号为功率信号源频率的倍频,频率信号源采用考兹振荡电路,经预选放大,功放输出。
光电接收和信号处理部分:
由电路系统出射的拍频光,经光敏二极管接收转化为频率为光拍频的高频电信号,输入至分频器混频电路。该信号与本振荡信号混频,选放后输入至ST-16示波器的Y输入端。与此同时,功率信号发生器的另一路输出信号与1/2本振信号混频,选放后作为ST-16示波器的外触发信号。需要指出的是,如果使用示波器内触发,将不能正确显示二路光波之间的位相差。
电源:
激光电源采用倍压整流电路,工作电压部分采用大电解电容,使之有一定的电流输出,触发电压采用小容量电容,利用其时间常数小的性质,使该部分电路在有工作负载的情况下形同短路,结构简洁、有效。
±15V电源采用三端固定集成稳压器件,负载≥300mA,供给光电接收器和信号处理部分以入功率信号源,±15V降压调节处理后供给斩光器之小电机。
指示灯电压直接由稳压电源给出。
仪器的使用
仪器的安装
仪器应放在稳固、平整的实验桌上,室内光线不宜明亮。
二、调节底脚螺栓(23),使仪器处于水平状态。
三、接线:(见结构图)
将电源线接入仪器电源插口。
用高频电缆将仪器高频信号源的输出端(机内)接入声光频移器(2)输入Q9插口。
将高频信号源的FREQUENCY DETERMINNATION输出端口接至频率计输入端口。
将负15伏电源插头接至光电接收盒的电源输入端口,分频器D-04-2R 30MHz信号输入(机内)用高频电缆接至光电接收电路D-04-1的输出孔。
将仪器分频器的“Y”端接至示波器的“Y”输入通道;将分频器的“EXT”输出端接至示波器的外部触发输入端口。
仪器的调试
激光器(D-02)
接通电源开关;
调节激光电源电位器,使表头指示6mA左右, 15分钟后激光