RealLight光电教学实验整合设计方案复习过程

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。RealLight光电教学实验整合设计方案-实验室建设推荐方案方案制定人：王瑞松国内实验教学产品总代：天津市拓普仪器有限公司业务经理：邢祥豹叶子、方案及产品特点：摆脱了纯演示、插拔式的实验方法。选用科研与工业级的光机部件，把光电专业实验分成三部分内容：系统调试，实验现象，数据采集和分析。着重专业教学大纲与工程实践相结合，学生动手能力的培养。按照基础-综合-设计三部分4-3-3比例配置实验内容。实验内容覆盖广泛，与教材结合紧密，紧扣安徽工程大学光电信息工程培养计划。实验方案分为四

2、个大类：激光类实验、信息光学类实验、光电检测类实验、光电子与光通讯类实验。1-2-1激光类实验包括半导体泵浦固体激光综合实验（RLE-CA01-B）、氦氖激光综合实验（RLE-CA02-B）和脉冲ND：YAG激光器实验、激光光束模式变换与测量实验（RLE-CA06），涉及到激光原理与技术、新型激光器件及应用课程，实验知识点参考了周炳琨教授的激光原理、陈家璧教授的激光原理与应用、俞宽新教授的激光原理与激光技术灯等教材，知识点包括：激光器的基本组成、激光工作物质、泵浦源、光学谐振腔、激光功率、激光横模、激光纵模、偏振态、正交偏振、高斯光束参数（直径、束腰、发散角）、高斯光束变换、共焦球面扫描干涉仪

3、、自由光谱区、激光阈值、LD激光器I-P曲线、倍频、调Q、脉宽、重频、峰值功率。激光类实验是我公司传统的特色实验产品线，方案中的推荐的两款实验基本涵盖了激光原理和激光技术中的全部核心知识点。其中的半导体泵浦固体激光综合实验具有系统开放、调整简单，知识全面、可定量测量参数等特点，而氦氖激光综合实验在国内独家配置数字光斑轮廓仪，可以同时观测纵模和横模的分布，激光器可连续改变腔型、模式等参数，优良的激光腔镜调整架极大地降低了氦氖激光器的调整难度。1-2-2信息光学类实验包括傅里叶光学基础实验（RLE-CH04）、数字全息综合与信息安全综合实验（RLE-CH01）和傅里叶变换相关图像识别实验（RLE-

4、CH02），涉及到物理光学和信息光学课程，实验知识点参考了苏显渝教授的信息光学、吕乃光教授的傅里叶光学等教材。知识点包括：傅里叶变换、夫琅禾费衍射、阿贝成像原理、空间滤波、伪彩色编码、液晶空间光调制器、振幅调制、相位调制、衍射光学元件、黑栅效应、数字全息、同轴全息、离轴全息、光电图像混合处理技术、数字图像处理、信息安全。信息光学较传统光学的一大特点就是引入了傅里叶变换理论。应用透镜的傅里叶变换效果对相干光与非相干光进行处理是光信息课程的二个经典实验。空间光调制器（SLM）是新一代的动态光调制器件，是信息光学领域中最新的核心产品。数字全息实验用空间光调制器代替了传统全息中的全息干板，不但可以降低

5、对环境（暗室、防震）的要求，免去了冲洗的不安全隐患，可以对数据进行二次开发，如滤波、存储、传输、加密安全等，拓展了全息的应用领域，使经典光学再现现代风采。1-2-3光电检测类实验包括：光学系统像差测量实验（RLE-ME01）、光电式焦距/传递函数测量实验（RLE-ME02）、机器视觉测量综合实验（RLE-RI01）和三维数字化测量综合实验（RLE-RI02），涉及到应用光学、光电图像处理、光电探测与信号处理等课程，实验知识点参考了郁道银教授的工程光学、张以谟教授的应用光学杨国光教授的近代光学测试技术、竺子民教授的光电图像处理等教材。知识点包括：平行光管的使用、焦距测量、分辨率测量、瑞利判断、调

6、制传递函数测量、光学系统的球差、位置色差、慧差、场曲、像散、畸变、刀口测量法、星点检测法、剪切干涉法、相机标定、OCR识别、颜色测量、光源照明技术。光学系统像差理论是工程光学课程的重要章节，也是教学中的难点章节。而焦距测量，分辨率测量及传递函数测量是光学系统设计的核心知识点。我公司开发的实验系统采用了特殊的光学器件设计，实验平台开发，实验效果明显，是学生掌握相关知识点非常理想的教学实验系统。机器视觉是工程光学在实际工程应用中的关键应用，其视觉方法检测具有非接触、速度快、精度高等优点，特别适用于在线的工业品检测。本实验的各项内容均参考了真实工业应用案例，机器视觉综合实验可充分锻炼学生的动手能力，

7、以及帮助学生了解光电专业知识在实际工程中的应用方向。1-2-4光电子与光通讯类实验包括：光纤器件与光通信原理实验（RLE-SA03）、光电探测器特性测量实验（RLE-SA05）和半导体器件物理与工艺测量实验（RLE-SA06），涉及到光电子技术基础、光纤光学、半导体光电子材料与器件、光集成器件等课程，实验知识点参考了朱京平教授的光电子技术基础、刘德明教授的光纤光学、安毓英教授的光电探测与信号处理等教材，知识点包括：光纤结构、单模光纤、多模光纤、光纤耦合、光纤准直、光纤数值孔径、发散角、光纤损耗、截断测量法、大气激光通信、光谱响应曲线、热释电探测器、硅光电二极管、光敏电阻、幅频相应法、脉冲响应法

8、。光纤及相关器件种类众多，在光通信等领域使用广泛。了解光纤器件、测量光纤参数、处理光纤端面是对工程人员基本的要求。本实验内容设置围绕光纤及光通信基础器件的原理参数和使用展开，是光电专业本科生专业实验及实习课程中必不可少的环节。光电探测器件是光电系统核心组成部件之一。频谱特性、时间特性、电特性、都是光电探测器的重要参数。了解和掌握这些重要参数的概念、特性和测试方法是光电专业本科生必备的专业知识。本方案不但能完成学生日常专业教学实验，还能完成毕业设计，研究生实验。并可作为科研平台用于老师横向课题。本实验方案中采用空间光调制器（Spatiallightmodulator）为核心器件，紧跟最新的科研方

9、向。RealLight在产品中拥有多项专利，可以保证产品的使用性能和唯一性。配套完善，软硬件配套齐全。本实验方案提供完善的实验讲义，包含原理、实验方法、步骤、思考题等。相关实验提供毕业设计课题。二、实验项目与报价总揽实验专业方向名称型号数量单价（元）金额（元）激光类半导体泵浦固体激光综合实验RLE-CA01-B349800149400氦氖激光综合实验RLE-CA02-B339500118500脉冲ND：YAG激光器实验装置XGL-119800098000激光光束模式变换与测量实验RLE-CA0624500090000信息光学类傅里叶光学基础实验RLE-CH0431950058500数字全息综合

10、与信息安全综合实验RLE-CH01285000170000傅里叶变换相关图像识别实验RLE-CH02253000106000光电检测类光学系统像差测量实验RLE-ME01340000120000光电式焦距/传递函数测量实验RLE-ME02336000108000机器视觉测量综合实验RLE-RI01258000116000三维数字化测量综合实验RLE-RI0219950099500光电子与光通讯类光纤器件与光通信原理实验RLE-SA03338000114000光电探测器特性测量实验RLE-SA05338000114000半导体器件物理与工艺测量实验RLE-SA061115000115000总价：

11、1,576,900元三、实验内容、参数与学科要求配套表设备型号及名称可开设实验内容设备参数指标备注半导体泵浦固体激光综合实验RLE-CA01-B1、半导体激光器泵浦源阈值及I-P特性测量实验；2、半导体泵浦固体激光器的功功转换效率测量实验；3、最佳腔长选取实验；4、最佳输出透过率选取实验；5、激光倍频实验；6、激光倍频匹配角选择实验；可饱和吸收晶体被动调Q实验；7、调Q脉冲宽度和重复频率测量实验。1.光源组件：TEC温控半导体激光器组件：LD中心波长808nm，精度5nm，P1.7W,TO3封装，温控陶瓷，快轴整形；温控电源：工作电流02.3A连续可调，准直激光器:650nm，P1mW，光斑输

12、出1.5mm。2.探测器组件：高速脉冲探测器:响应波长400nm1100nm，5ns响应速度。3.激光晶体组件：激光晶体3mm，Nd3+:YAG，S1：AR808nm&HR1064nm,S2：AR1064nm；Nd:YVO4晶体：3x3mm，S1：AR808nm&HR1064nm,S2：AR1064nm：KTP通光口径3mm3mm，AR532&1064nm；Cr4+:YAG通光口径7mm，AR532&1064nm。4.光学组件：532nm输出镜：20mm，AR532nm&HR1064nm；1064nm输出镜：20mm,T=3%,T=8%输出镜各一片；耦合镜头：1640mm；红外显示卡一张。5.

13、机械组件：四维晶体调节架,中心高50mm,通光孔径20mm，稳定性2；二维腔镜调整架，中心高50mm，通光孔径20mm，稳定性1.5mW，TEM00，全保护安全高压插头，双开关设计（安全钥匙、按键）符合CE要求；可变模式氦氖激光器：增益管长270mm，布鲁斯特窗，可变腔长。2.F-P共焦球面扫描干涉仪组件：精细常数120，自由光谱区2.48GHz；锯齿波发生器线性小于10%，锯齿波电压范围0150V，偏置电压0150V可调，频率0100Hz可调，探测器带宽1MHz，一级信号放大。3.光斑轮廓仪组件：分辨率12801024，量化深度10bit，像素大小5.2m5.2m，USB2.0接口，光斑能量

14、分布二维伪彩色显示，三维立体显示，一维分布曲线，可计算光斑直径、质心位置，USB2.0软件锁。4.光学组件：偏振片：25.4mm,K9玻璃窗口,AR400nm700nm,消光比400:1；高斯光束变换透镜：20mm25.4mm，f=50.8mm150mm，光洁度III级，宽带增透膜400nm700nm；衰减片透过率T=0.210%；窄带滤光片：半波宽10nm。5.探测器组件：手持式激光功率计：三波长532/633/650nm，测量范围：0300mW，最小分辨率0.01mW；数字CMOS相机：130万像素，像素大小5.2m5.2m，USB2.0，A/D：10bit；6.机械组件：精密光学导轨：L

15、W=1200mm90mm，配套滑块、一维移动滑块，调节支座、支杆；高精度调节镜架；CCD可变衰减光阑：C接口；二维可调棱镜支架；激光管夹持器，二维俯仰可调，最大夹持50mm。7.讲义及快速安装指南。建议学时：6-8学时配套课程：激光原理与技术、新型激光器件及应用配套仪器：需学校配套电脑，数字示波器可开设本科生毕设脉冲ND：YAG激光器实验装置XGL-11、测量激光器的输出脉冲宽度；2、激光器的阀值测量和激光器横模模式判别；3、激光发散角测量；4、激光电光调Q实验；5、激光选模实验；6、激光器晶体角度匹配倍频实验；7、激光谐振长度对激光阀值、能量、模式、发散角的影响；1、输出波长：1064nm,

16、532nm，光束发散角：5mrad，指示激光：632.8nm2、电光晶体：15kv(可调)，输出能量：600mj(1064nm，不调Q)3、可选附件：YAG激光器参数测试仪器；激光能量计；示波器；光电探测器4、仪器成套性：He-Ne激光器及电源、1.06um介质膜偏振片、激光电源及调Q电源、1.06m部分反射镜，1.06m全反射镜、小孔光阑、水冷系统、Nd:YAG晶体棒、脉冲氙灯、倍频晶体、调Q晶体、光靶、聚光腔建议学时：6-8学时配套课程：激光原理与技术、新型激光器件及应用激光光束模式变换与测量实验RLE-CA061、拉盖尔光束变换与参数测量2、平顶光束变换与参数测量3、高斯光束匀光器设计与

17、参数测量4、高斯光束分束器设计与参数测量实验1.光源组件：激光器：DPSL532nmP20mWTEM00偏振态100:12.空间光调制器组件：液晶类型：LCD；调制类型：相位型，调制度0-2532nm、靶面尺寸：1.3、分辨率：1024768，刷新频率：60Hz、透过率21%、对比度1000:1532nm、接口类型：VGA，RS232；3.探测器组件：数字CMOS相机，130万像素，像素大小5.2m5.2m，USB2.0，A/D：10bit；4.光学组件：偏振片：25.4mm,K9玻璃窗口,AR400-700nm,消光比400:1,石英波片：25.4mm，石英晶体，低多级设计，光洁度III级，

18、平行度：30，成像透镜：25.4mmAR400-700nm；可调衰减器：50mm，光密度OD0-3.0；5.机械组件：光学导轨LW=1200mm90mm、配套滑块、一维移动滑块，调节支座、支杆；高精度调节镜架，稳定性1W，亮度连续可调、半导体激光器=650nm，P2mW；2.机械组件：精密光学导轨LW=1200mm90mm配套滑块一维平移滑块、调节支座、支杆、高精度调节镜架；3.光学组件:傅里叶透镜40mm，f=150mm、天安门光栅正交光栅6C/mm衍射图案板：多边形图案，精度1m；4.讲义及快速安装指南。建议学时：2-3学时配套课程：物理光学和信息光学数字全息综合与信息安全综合实验RLE-

19、CH011、数字记录数字再现实验；2、光学记录数字再现实验；3、全息图评价与图像滤波实验4、数字记录光学再现实验；5、光学记录光学再现实验；6、信息安全应用实验。1.光源组件：氦氖激光器：P1.5mW，TEM00，全保护安全高压插头，双开关设计（安全钥匙、按键）符合CE要求。2.空间光调制器组件：液晶类型：LCD；调制类型：相位型，调制度：01.2，靶面尺寸：1.3，分辨率：1024768，刷新频率：60Hz，透过率21%，对比度1000:1532nm，接口类型：VGA、RS232。3.探测器组件：数字CMOS相机：130万像素，像素大小5.2m5.2m，USB2.0，A/D：10bit。4.

20、光学组件：偏振片：25.4mm,K9玻璃窗口,AR400nm700nm,消光比200:1；可调衰减器：50mm，光密度OD：03.0；成像透镜：40mmAR400700nm；分光光楔：40mm楔角2；光学透镜：20mm40mm，光洁度III级，宽带增透镀膜400nm700nm。5.机械组件：精密光学导轨：LW=1200mm90mm，配套滑块、一维移动滑块、调节支座、支杆；高精度调节镜架，稳定性1.5mW，TEM00，全保护安全高压插头，双开关设计（安全钥匙、按键）符合CE要求。2.空间光调制器组件：液晶类型：LCD；调制类型：相位型，调制度：01.2，靶面尺寸：1.3，分辨率：1024768，

21、刷新频率：60Hz，透过率21%，对比度1000:1532nm、接口类型：VGA，RS232。3.探测器组件：数字CMOS相机：130万像素，像素大小：5.2m5.2m，USB2.0，A/D：10bit。4.光学组件：傅里叶变换透镜：40mm，AR400nm700nm；准直镜：25.4mm，AR400nm700nm；偏振片：25.4mm，K9玻璃窗口，AR400nm700nm，消光比400:1；可调衰减器：50mm，光密度OD：03.0；5.机械组件：精密光学导轨LW=1200mm90mm，配套滑块，一维移动滑块，调节支座，支杆；高精度调节镜架，稳定性1.5mW，TEM00，全保护安全高压插头

22、，双开关设计（安全钥匙、按键）符合CE标准。2.平行光管组件：光源：白光/三色LED，P1W，亮度连续可调；平行光管：D/F=1:8、L=550mm，50mm，f=400mm；分化板精度：RP=5C/mm，线宽度75m，精度1m；星点孔15m，精度1m。3.光学组件：远心成像镜头：1成像，接口1/2，像方畸变0.2%；成像镜头：f=16mm，F1.4；光学平晶：50mm，Tc=20mm，平行度2，面型/10，光洁度IV级。4.探测器组件：数字CMOS相机：130万像素，像素大小5.2m5.2m，USB2.0，A/D：10bit。5.像差镜头组件：镜头类型：单一场曲、球差、彗差、像散，通光孔径1

23、0mm50mm，镀宽带增透400mm700nm。6.刀口仪组件：尺寸LW=95mm55mm，行程L=30mm，允许焦点大小12mm，微调分辨率0.01mm。7.机械组件：精密光学导轨LW=1200mm90mm，配套滑块、一维移动滑块、调节支座、支杆；高精度调节镜架：稳定性1W，亮度连续可调。平行光管：D/F=1:8、L=550mm，50mm，f=400mm；双线目标物：线宽度75m精度1m。4.机械组件：精密光学导轨LW=1200mm90mm配套滑块、一维平移滑块、调节支座、支杆；自定心透镜架6mm40mm，稳定性2。5.光学组件：分辨率测量目标板：美军标USAF1951标准图案，分辨率122

24、8C/mm，精度1m；待测透镜：25.4mm，f=-50mm100mm，随系统配送3块。6.探测器组件：数字CMOS相机，130万像素，像素大小5.2m5.2m，USB2.0，A/D：10bit。7.软件组件：含图像采集、图像计算模块、焦距测量模块、传递函数测量模块，USB2.0软件锁。8.讲义及快速安装指南。建议学时：4学时配套课程：应用光学、光电图像处理、光电探测与信号处理配套仪器：需学校配套电脑机器视觉测量综合实验（RLE-RI01）1、相机标定实验；2、光学系统的分辨率测量实验；3、光源照明实验；4、机器视觉光源特性实验；5、二维码检测实验；6、OCR识别实验；7、工件参数测量综合实验

25、。1.光源组件：背光面光源：大尺寸蓝色匀光照明（100mm100mm）；条形光源：白光、红光、蓝光三色照明，亮度可调，光源高度和照射角度可调。2.镜头组件：远心成像镜头：图像采集区域50mm，畸变系数0.3%，C接口。普通成像镜头：f=4mm10mm,F1.6,C接口。3.探测器组件：数字CMOS相机；130万像素，像素大小5.2m5.2m，USB2.0，A/D：10bit。4.机械组件：机器视觉测试平台：二维移动，移动精度0.1mm。5.测试组件：圆点阵列标定板：玻璃镀铬，点直径0.45mm，点间距1.5mm，图案精度5m；颜色实验测试板：多个特征颜色图案，可订制设计特征文字和特征图案；分辨

26、率测量目标板：美军标USAF1951标准图案，分辨率1-228C/mm，精度1m。6.软件组件：目标图像采集模块、系统参数标定模块、光学系统分辨率测量模块、二维码生成和采集模块、OCR文字识别模块、工件参数测量模块，USB2.0软件锁。7.讲义及快速安装指南。建议学时：4-6学时配套课程：光电图像处理配套仪器：需学校配套电脑可作为横向课题实验开发平台可开设本科生毕设三维数字化测量综合实验RLE-RI021、三维测量系统标定实验；2、工件的三维测量实验；3、立体模型数字造型实验。1.单面扫描范围：400mm300mm。2.测量距离：550mm。3.单面测量精度：0.2mm。4.平均采样点距：0.

27、3mm。5.系统采集器件：数字CMOS相机：130万像素，像素大小5.2m5.2m，USB2.0，A/D:10bit，双目。6.成像镜头：f=16mm，F1.4。7.输出文件格式：TDC,STL,IGS。8.单面扫描时间：20mW，模式：TEM00。2.机械组件：精密光学导轨：LW=1200mm90mm，配套滑块，调节支座、支杆；高精度调节镜架；五维光纤耦合架：调整精度0.002mm，俯仰调整精度1。3.光学组件：光纤准直镜，准直光斑直径1mm7mm，FC接口。4.探测器组件：光纤端面观察仪，倍率400，USB接口，内置照明，2.5mm光纤插芯；激光光功率计，手持式，多波长，0.01mW300

28、mW，附带FC/SMA905光纤连接座。5.大气激光通信发射模块组件：波长=650nm，P1mW音频输入，调制带宽2kHz。6.工具套装：光纤切割刀、光纤剥线钳。7.其他：光纤展示箱（内含：光通信常用光纤跳线、光纤耦合器、光纤衰减器、FC接口适配器、1.5Km通讯光纤，62.5/125m、532nm单模光纤4/125m3mFC/PC）。8.讲义及快速安装指南。建议学时：4学时配套课程：光电子技术基础、光纤光学光电探测器特性测量实验（RLE-SA05）1、热释电探测器光谱响应特性实验；2、硅光电二极管光谱响应曲线测试实验；3、幅频法测量光敏电阻响应速度实验；4、脉冲法测量光电二级管响应速度实验；

29、5、偏置电压对光电二极管响应速度影响测试实验；6、负载电阻对光电二极管响应速度影响测试实验。1.光源组件：白光源：150W卤素光源，亮度连续可调。2.光学调制盘组件：镂空圆形结构，25Hz定频调制。3.探测器组件：光谱响应特性测试电源：25Hz调制盘驱动，检频输出，精密信号放大电路增益150倍；探测器时间响应测试电源：含硅光二级管、光敏电阻测试，负载电阻可变100100k，偏置电压可调5V15V，内置正弦信号/脉冲信号，频率可调；光电二极管:响应波长400nm1100nm；热释电探测器:响应波长0.3m9m；单色仪：精度0.2nm；光谱范围400nm1100nm。4.光学组件：红外滤光片，25

30、.4mm，带宽720nm2500nm。5.讲义及快速安装指南。建议课时：4课时配套课程：光电子技术基础、半导体光电子材料与器件半导体器件物理与工艺测量实验RLE-SA061、半导体封装器件结构观测；2、半导体发光器件P-I-V特性曲线测试；3、半导体发光器件内参数及效率测试；4、PN节I-V曲线的温度特性测试；5、半导体发光器件的光谱测试；6、半导体发光器件耦合封装测试；7、COS器件远场光斑测试。1.半导体发光器组件：光纤耦合半导体激光器：中心波长658nm，单模光纤输出，芯径5um，输出功率大于5mW；中心波长808nm，TO封装，输出功率大于100mW；LED光源一批，波长400-700nm，输出功率大于100mW。2.半导体发光器件测试箱：驱动电源控制范围：电流驱动范围：015A；电压驱动范围：05V；功率测量范围：0W20W；背光电流测量范围：0A1000A。进行PIV测试，绘制PIV曲线，检测激光器输出功率Po、阈值电流Ith、工作电流Io、工作电压Vo、背光电流PD、串联电阻Rt、斜率效率Es、光电效率Ep、激光功率的线性度PL、背光电流的线性度PDL、可直接输出软件数据。3.半导体发光器件测试平台：可测量半导体激光器，发光二极管等器件。可测量温度控制器电压Vtec、温度控制器电流Itec、激光器管芯温度Tc。外置TEC