光速测定实验指导书

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1、1、LS-III型光速测定仪仪器的用途HI.D-LS-ITT型光速测定仪山主机和示波器、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冃的。仪器的结构主机见结构图一、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）分频器二、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）三、电源：1、氨氛激光器电源；2、±15V直流稳压源四、光源：氨筑激光管仪器的工作原理第一节电原理方框图激光电源D-02D-O

2、1D-03D-04-1高频率计（用户口备）声光＞频移器光路系统高频信号源►混频器°1/2分频光电接收器混频器1选顾人器至Y输入v选步励攵人器D-04-2至外触发输入（示波器）（用户自备）第二节工作原理说明一、发射部分：长250mm的氨氛激光管输出波长为6328A,功率大于1.5mw的激光束射入声光频移器中，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品体换能器上，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。

3、二、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木振信号混频，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Z间的位相差。三、电源：激光电源采用倍压整流电路，工作电压部分釆用大电解电容，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，使该部分电路在冇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

4、件，负载2300mA,供给光电接收器和信号处理部分以入功率信号源，±15V降压调节处理示供给斩光器之小电机。指示灯电压直接由稳压电源给出。仪器的使用第一节仪器的安装一、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）1、将电源线接入仪器电源插口。2、川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。3、将高频信号源的FREQUENCYDETERMTNNATTON输出端口接至频率计输入端口。4、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-04-2R30MHz信号输入（机内）

5、用高频电缆接至光电接收电路D041的输出孔。5、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。第二节仪器的调试一、激光器（D-02）1.接通电源开关；1.调节激光电源电位器，使表头指示6mA左右，15分钟后激光器输出趋于稳定。二、示波器：按示波器说明书使ST-16正常工作，Y轴衰减和扫描速度按输入信号适当选择，注意必须使用ST-16处于外触发丁•作状态，否则不能准确比较光折信号的位相差。三、直流稳压电源（D-05）接通稳压电源开关，两个指示灯亮，则±15V电源正常供电。四、声光频移器（D-01）使激光束水平通过D-01的

6、通光孔lj'D-01的声光介质中的驻声场充分互相作用（通过调节频移器底座上的螺丝来完成），调节信号源频率微调旋钮，使产生敲强衍射光斑。▽结构图▽五、实验光路调节步骤（见上图）1.按（三、接线）连接好线路，打开±15V电源开关和激光器电源开关；调节激光器（1）的电位器使电流约6毫安，激光经过声光频移器（2）到达光栏（3）；调节光栏（3）的髙度与光路反射镜中心等高，使+1级或-1级衍射光通过光栏入射到相邻反射镜（4）的屮心。2.（粗调）用斩光器（6）挡住远程光，调节全反镜（4）,使近程光反射到半反镜（7）的中心，再反射到光电接收盒（19）的光电二极管的光敏面上。再用斩光器（6）挡住近

7、程光，调节半反镜（5）、全反镜（9-15）和正交反射镜组（16）,经半反镜（7）与近程光同路径入射到光电二极管的光敏面±o这时调节示波器，显示屏上应有与远程光光束相应的经分频的光拍波形出现。3.用斩光器（6）挡住远程光，调节全反镜（4）和半反镜（7）使近程沿光电二极管而透镜（18）的光轴入射到光电二极管的光敏面上，打开光电接收器盒（19）上的窗口（8）可观察激光是否进入光敏面，这时，示波器上应有与近程光光朿和应经过分频的光拍波形出现。（为减小测量误差和便于调节光路，光点应打在全反