光电技术教学、实验大纲

1、光电技术与器件课程教学大纲一、课程的基本信息课程编号： 课程性质：必修 学 时： 64 学 分：3开课单位： 光电与机电工程系 适用专业：测控技术 先修课程：工程光学、物理光学、电路基础二、课程目的与任务本大纲依据光电与机电、工程系各专业教学计划人才培养目标的整体要求编写而成。本课程为专业基础课。在培养各专业高素质技能型人才的教学过程中，是一门重要的必修课。开设本课程的目的是为使学生掌握常用光电器件的性能，使用要点和选用原则，了解典型光电器件的原理和特点，熟悉常用光电信号变换方法，使学生在工程技术与工业生产领域内具有设计与检验产品的能力，能够从事光电仪器的设计、调试、维护、维修技术，具有较强的

2、电路分析计算能力和运用理论解决工程实践问题的能力。三、课程教学基本要求1、了解典型光电器件的原理和特点。2、了解光电传感电路的设计，能设计和调试简单的光电检测电路。3、掌握常用光电器件的性能，使用要点和选用原则。4、掌握常用光电信号变换方法，能对实际工程问题独立的提出采用光电方法的技术方案或对已有光电系统进行分析。四、教学内容及学时分配章教学内容理论教学环节学时分配作业题量备注讲授习题课外小计实验学时1光电系统的常用光源884 42光辐射调制66323光辐射探测器1818864光电成像器件1010445平板显示器件661合计48482016五、课程教学基本内容（一） 光电系统的常用光源 （8学

3、时）教学内容：1、光辐射与光源 辐射的基本概念热辐射的基本定律光源的基本特性参数和光源的选择光电技术中常用光源简介基本要求：1 了解光辐射与热辐射的区别。2 理解光源的基本参数。3 掌握常见光源的选择方法。 重点：光源的基本特性参数 难点：光辐射（二）光辐射的调制（6学时）教学内容：1 机械调制2 电光调制3 声光调制4 磁光调制基本要求熟悉光束的调制、扫描的原理、方法和特性，以及空间调制器的原理和结构。1. 基本要求（1）掌握光束调制原理，包括电光调制、声光调制、磁光调制和直接调制的原理、实现方法和特点及应用；（2）熟练掌握光束扫描的原理，包括机械扫描、声光扫描、电光扫描的原理和实现方法和器

4、件结构；重点：机械调制 电光调制难点：声光调制（三）光幅探测器（10学时）教学内容：1 光幅探测器的理论基础2 光热探测器3 光电探测器基本要求：1 了解光热效应2 理解光电效应掌握光电二极管，光电池，光电三极管等常见光电元件的工作原理与特性重点：光电二极管，光电池工作原理难点：光幅探测理论基础（四）光电成像器件（18学时）教学内容：1 摄像管2 电荷耦合器3 CMOS图像传感器基本要求：1 了解摄像管的工作原理2 理解电荷耦合器的工作原理3 掌握CMOS工作原理重点：CCD工作原理难点：电荷耦合器工作原理（五）平板显示器件（6学时）教学内容：1 液晶显示器2 LED显示器3 等离子显示器基本

5、要求：1 了解液晶显示器的工作原理。2 理解LED显示器工作原理3 了解等离子显示器工作原理重点：LED显示器工作原理难点：等离子显示器工作原理六、考核方式与成绩评定考核方式：考查考试用时：90分钟成绩评定：本课程成绩构成比例为：期末考试成绩占总成绩的70%，平时成绩占总成绩的30%；平时成绩的构成及比例为：考勤占70%，作业占30%。期末总评成绩（平时成绩30%）+ （期末成绩70%）。补考方法： 总评成绩低于60分的学生，须参加学院统一组织的补考。补考总成绩（平时成绩30 %）+ （补考成绩70%）。七、教材与主要参考书目教 材：张永林光电子技术（第一版）北京：高等教育出版社，20107

6、参考书：1 刘阵玉主编，光电技术，北京理工大学出版社，1999 八、大纲编写必要的说明 本大纲系根据教学计划中所规定的业务培养目标、就业方向与业务培养要求编制而成的，由郝玉良编制，经系教学指导组审定，于2012年2月完成。 执笔人签字： 教研室主任签字： 教学主任签字： 制订日期： 年 月 日光电技术与器件实验大纲一、课程的基本信息课程编号： 实验类型：课内实验学 时： 64 学 分：3开课单位： 光电与机电工程系 适用专业：测控技术 先修课程：工程光学、物理光学、电路基础二、实验教学目的与基本要求1、实验教学的目的：使学生对常用的光电器件有更深入的理解与操作2、实验教学的基本要求：需要预先预

7、习，对实验控制平台有一定的了解，方可进行试验三、实验课程教学内容和学时分配（一）实验学时分配序号实验项目名称实验类别实验性质学时人/组验证综合设计必做选做1光敏二极管、三极管特性参数测量实验验证必做222光敏电阻特性参数测量及暗光街灯实验验证必做223光电耦合器特性测试与控制开关实验验证必做224PSD特性参数测量与微振动检测实验验证必做225硅光电池特性测量与测光、测转速实验验证必做226光电断续器斩光频率测量实验验证必做227光栅衍射周期测定与测定波长实验验证必做228红外光电接近开关与遥控LED彩灯实验验证必做22合计840（二）实验内容实验一：光敏二极管、三极管特性参数测量实验（2学时

8、）实验目的和要求： 1)了解红外发光二极管（红外LED）的发光特性；2)通过实验学会测量和掌握不同照度下光敏二极管、光敏三极管的光电特性，测量和掌握不同照度下光敏二极管、光敏三极管的伏安特性实验内容：实验过程中通过改变环境光照强度和反偏电压，测定通过光敏二极管的光电流大小，从而获得其在不同光照强度和不同反偏电压下的光电特性及伏安特性，得到相应的关系曲线。主要实验仪器与器材：光电传感综合实验仪 YL系列所在实验室：光电技术实验室实验二：光敏电阻特性参数测量及暗光街灯实验（2学时）实验目的和要求：1）掌握光敏电阻的伏安特性及其随光照强度的变化规律；2）掌握基于光敏电阻的暗光街灯的工作原理及应用。实

9、验内容：利用光敏电阻的电阻变化特性，将之作为街灯自动点亮与熄灭的传感器件。主要实验仪器与器材：光电传感综合实验仪 YL系列所在实验室：光电技术实验室实验三：光电耦合器特性测试与控制开关实验（2学时）实验目的和要求：1）了解由红外发射管接收管构成的光电耦合器的工作原理和特性；2）测定并掌握光电耦合器特的伏安特性。实验内容：利用光电耦合器的性能，将之作为光电控制开关系统的传感器件，以实现电气上绝缘的光耦式继电控制。主要实验仪器与器材：光电传感综合实验仪 YL系列 双踪示波器 XJ4318所在实验室：光电技术实验室实验四：PSD特性参数测量与微振动检测实验（2学时）实验目的和要求：1）了解光电位置敏

10、感元件（PSD）的原理；2）测定并掌握PSD的光电特性和位置敏感特性，掌握采用PSD元件测量微振动的原理与方法。3）了解PSD的动态响应特性。实验内容：1）测定光耦的接收器的伏安特性；2）实现电气上绝缘的光耦式继电控制主要实验仪器与器材：光电传感综合实验仪 YL系列 双踪示波器 XJ4318所在实验室：光电技术实验室实验五：硅光电池特性测量与测光、测转速实验（2学时）实验目的和要求：1）了解硅光电池的工作原理，掌握硅光电池的短路电流、开路电压等特性及其随光强而变化的规律掌握其在环境光亮度测量中的应用；2）进一步了解和掌握硅光电池的动态响应特性及其应用。实验内容：硅光电池的光电特性测量、硅光电池

11、测光和转速的测定。主要实验仪器与器材：光电传感综合实验仪 YL系列 双踪示波器 XJ4318所在实验室：光电技术实验室 实验六：光电断续器斩光频率测量实验（2学时）实验目的和要求：1）了解由红外LED光敏管构成的光电断续器的特性，测量和掌握不同照度下其中的光敏管的光电特性，测量和掌握不同照度下光敏管的伏安特性2）学习光电断续器的性能，掌握基于光电断续器的斩光频率（速度）测量系统的工作原理及应用。实验内容：用斩光片将红外光周期性斩断，则光敏管将输出同频率的周期性光电流信号。将光电流信号放大，即可测得其频率，推算出斩光频率或电机转速。主要实验仪器与器材：光电传感综合实验仪 YL系列 双踪示波器 X

12、J4318所在实验室：光电技术实验室实验七：光栅衍射周期测定与测定波长实验（2学时）实验目的和要求：1）观察激光照射时光栅的衍射特性；2）掌握光栅距的测定方法；3）用衍射的方法会测定激光波长，掌握激光波长的测定方法。实验内容： 1）观察分析激光衍射光斑的大小、分布及强度的变化规律； 2）光栅距的测量； 3）衍射法激光波长的测定方法。主要实验仪器与器材：光电传感综合实验仪 YL系列 双踪示波器 XJ4318所在实验室：光电技术实验室实验八：红外光电接近开关与遥控LED彩灯实验（2学时）实验目的和要求：1）在光敏二极管光电特性和伏安特性测定的基础上，学习掌握由“红外发光二极管红外光敏二极管对”组成

13、的红外光电接近开关的原理及其应用。2）进一步了解光敏三极管的光电特性，掌握由“红外LED光敏三极管对”构成的红外遥控系统的原理及应用。实验内容： 1）红外光电接近开关；2）红外遥控LED彩灯 主要实验仪器与器材： 光电传感综合实验仪 YL系列所在实验室：光电技术实验室四、考核方式与成绩评定一）、课内实验：考核性质：考查课，百分制 成绩评定办法：每个实验项目按四个方面考核，实验预习（占15%）、实验操作（占55%）、实验报告（占20%），实验纪律（占10%）。期末总评成绩为各实验项目的分数按照课时进行加权平均。其中： 预习成绩：上课铃响之后，实验教师在实验室中巡视，检查学生的预习报告，并当场给出

14、预习分数，如有学生迟到，则酌情扣分；若迟到超过20分钟，则取消其本次实验资格。 操作成绩：教师讲课结束后在实验室中巡回指导，考核学生的操作情况，对思维敏捷、操作灵巧、有创造性的，独立完成实验全过程的学生，则给出较好的操作分数；而对于操作不认真，抄袭别人数据的学生则酌情扣分。 报告成绩：实验结束后，批改学生的实验报告，给出实验报告成绩；实验报告的关注点包括 实验的原始数据、数据的分析及处理、回答预习思考题，实验总结等。要求书写整洁、文字符号规范等。（4）实验纪律：考核学生的出勤率、对仪器设备的爱护、对实验室环境卫生的维护等。补考办法：总评成绩不及格的学生，必须重修实验课，可以下一年在教务系统中自

15、行选课，然后自选时间到实验室做实验（跟随下一年级的学生），并将实验报告交给指导老师。重修所有的实验项目之后能够而且仅能够获得及格的成绩。二）、独立设课实验考核性质：考查课，百分制 成绩评定：学生期末实验总成绩=平时成绩（60%）+期末卷面成绩（40%）；其中：平时成绩由做过的实验项目决定，每个实验项目按四个方面考核，实验预习（占15%）、实验操作（占55%）、实验报告（占20%），实验纪律（占10%）。对各实验项目的分数进行加权平均，即为平时成绩。期末卷面考试采取闭卷考试形式，由所做过的实验项目中，选择几项难易程度相似的实验项目，由学生采取随机抽签的方式进行考试。补考方法：本实验课原则上不安排补考，旷课一次，最高成绩只能为及格，旷课两次，