《光電傳感技術(shù)》課程教學(xué)大綱

光電傳感技術(shù)課程教學(xué)大綱（PhotoelectricSensorTechnology）學(xué)時(shí)數(shù)：32其中：實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0課外學(xué)時(shí)：0學(xué)分?jǐn)?shù)：2適用專業(yè)：物理學(xué)一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)《光電傳感技術(shù)》是物理學(xué)專業(yè)的專業(yè)選修課程。本課程介紹光電傳感器技術(shù)的基本原理和應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)，以及光電傳感器技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和新動(dòng)向。學(xué)生通過(guò)本課程能學(xué)習(xí)光電傳感器技術(shù)的基本原理、主要技術(shù)性能特點(diǎn)和傳感器應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)；了解現(xiàn)代光電傳感器技術(shù)發(fā)展的基本趨勢(shì)和光電傳感技術(shù)在高新技術(shù)領(lǐng)域中的典型應(yīng)用；了解光電傳感技術(shù)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成就的密切聯(lián)系，以及光電傳感器技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向、新趨勢(shì)。通過(guò)學(xué)習(xí)光電傳感技術(shù)可以培養(yǎng)學(xué)生掌握運(yùn)用光電傳感技術(shù)的基本能力，適應(yīng)現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的要求，加深理解光電傳感器技術(shù)對(duì)現(xiàn)代科技發(fā)展的重要意義。開設(shè)本課程能夠幫助學(xué)生系統(tǒng)性掌握光信息科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)，并且具備初步應(yīng)用的能力，也能幫助學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)的思想方法來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。學(xué)好本課程對(duì)學(xué)生以后的工作以及對(duì)新理論、新知識(shí)、新技術(shù)的進(jìn)一步學(xué)習(xí)有重要影響。二、課程教學(xué)的基本要求（一）理解光電傳感器的基本概念、分類、基本特性；了解光電傳感器的一般模型、特性參數(shù)和標(biāo)定方法。（二）了解光電探測(cè)器種類、原理及特性；了解外光電效應(yīng)型光電探測(cè)器、內(nèi)光電效應(yīng)型光電探測(cè)器、半導(dǎo)體光磁電紅外探測(cè)器、熱電型輻射探測(cè)器、一維與二維光電探測(cè)器這幾種光電探測(cè)器的工作原理和應(yīng)用。（三）認(rèn)識(shí)一些光電信號(hào)檢測(cè)技術(shù)，比如光波場(chǎng)參數(shù)及光參數(shù)調(diào)制技術(shù)、光波強(qiáng)度信號(hào)的直接檢測(cè)技術(shù)、強(qiáng)度調(diào)制探測(cè)光束的位相檢測(cè)、聲光調(diào)制技術(shù)和光學(xué)探針技術(shù)。（四）了解光電傳感器的應(yīng)用，比如光學(xué)多普勒效應(yīng)速度傳感器、激光雷達(dá)、光纖傳感器、光強(qiáng)型光學(xué)傳感器。三、課程的教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)第一章光電傳感器概論一、光電傳感器的基本概念二、傳感器的一般模型三、傳感器的一般特性參數(shù)第二章光電探測(cè)器一、光電探測(cè)器原理及特性（一）光電探測(cè)器種類（二）光電探測(cè)器原理（三）光電探測(cè)器特性參數(shù)（四）光電探測(cè)器的噪聲二、外光電效應(yīng)型光電探測(cè)器（一）光電管（二）光電倍增管（三）微光通道板三、內(nèi)光電效應(yīng)型光電探測(cè)器（一）內(nèi)光電效應(yīng)原理（二）光電導(dǎo)型光學(xué)探測(cè)器（三）光伏效應(yīng)型光探測(cè)器（四）半導(dǎo)體光磁電紅外探測(cè)器四、熱電型輻射探測(cè)器（一）熱電偶輻射探測(cè)器（二）熱敏電阻（三）熱釋電效應(yīng)探測(cè)器五、一維與二維光電探測(cè)器（一）半導(dǎo)體光電探測(cè)器陣列基本原理（二）光電二極管及光電三極管陣列探測(cè)器（三）電荷耦合器件及圖像傳感器（四）紅外熱像傳感器（五）光電位置敏感器件（六）像增強(qiáng)器重點(diǎn)：光電探測(cè)器的原理、特性和分類。難點(diǎn)：光電探測(cè)器的工作原理.第三章光電信號(hào)檢測(cè)技術(shù)一、光波場(chǎng)參數(shù)及光參數(shù)調(diào)制技術(shù)（一）光波場(chǎng)的主要參數(shù)與特性（二）幅度調(diào)制技術(shù)（三）相位調(diào)制技術(shù)（四）偏振調(diào)制二、光波強(qiáng)度信號(hào)的直接檢測(cè)技術(shù)（一）光源的穩(wěn)定性及本底光噪聲的消除（二）相關(guān)檢測(cè)及鎖相放大技術(shù)（三）差動(dòng)技術(shù)三、強(qiáng)度調(diào)制探測(cè)光束的位相檢測(cè)（一）激光載波位相測(cè)距（二）光柵測(cè)量技術(shù)（三）全息干涉計(jì)量技術(shù)（四）聲光調(diào)制技術(shù)四、光外差探測(cè)技術(shù)（一）光外差基本原理（二）光外差探測(cè)信噪比及探測(cè)靈敏度極限（三）外差探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用五、光波的位相檢測(cè)技術(shù)（一）光波位相檢測(cè)原理（二）位相型光學(xué)傳感器——光學(xué)干涉儀六、光學(xué)探針技術(shù)（一）激光探針（二）光偏轉(zhuǎn)技術(shù)（三）光纖探針重點(diǎn)：各種信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。難點(diǎn)：光波場(chǎng)參數(shù)特性。第四章光電傳感器的應(yīng)用一、光學(xué)多普勒效應(yīng)速度傳感器（一）多普勒測(cè)速原理（二）多普勒頻移的外差檢測(cè)（三）多普勒測(cè)速儀(LDV)二、激光雷達(dá)（一）光學(xué)定位系統(tǒng)的構(gòu)成的工作原理（二）光學(xué)測(cè)量合作目標(biāo)（三）激光定位系統(tǒng)的核心單元——激光測(cè)距儀（四）激光測(cè)距儀和二維圖像傳感器的信息融合（五）激光掃描三維成像雷達(dá)三、光纖傳感器的應(yīng)用（一）光纖的特性及基本理論（二）光纖波導(dǎo)基本特性及光纖傳感器設(shè)計(jì)要求（三）光纖耦合器（四）光纖輸入信號(hào)激勵(lì)及調(diào)制（五）光纖傳感器工作原理與分類（六）光纖傳感器的應(yīng)用四、光強(qiáng)型光學(xué)傳感器（一）透射型光強(qiáng)傳感器（二）光學(xué)薄膜測(cè)厚（三）粒度儀光學(xué)傳感器（四）激光塵埃粒子計(jì)數(shù)光電傳感器重點(diǎn)：光纖傳感器的應(yīng)用。難點(diǎn)：光纖傳感器工作原理。四、課程各教學(xué)環(huán)節(jié)要求本課程大綱內(nèi)容要求在32學(xué)時(shí)內(nèi)實(shí)施完成；由于需要較多的先修課程，因此本課程安排在第六學(xué)期，期終進(jìn)行書面考試。先修課程包括《應(yīng)用光學(xué)》、《物理光學(xué)》、《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《電磁學(xué)》等。要求學(xué)生課前要預(yù)習(xí)，認(rèn)真聽課，積極思考和參與討論，課后廣泛閱讀參考文獻(xiàn)。課堂教學(xué)以講授為主，適當(dāng)?shù)夭迦胝n堂討論、自學(xué)指導(dǎo)課、習(xí)題課等各種形式的教學(xué)形式，課外以學(xué)生自學(xué)為主。根據(jù)課時(shí)少、信息量大的特點(diǎn)，教學(xué)上要充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，盡量使用投影教學(xué)或多媒體課室；要充分體現(xiàn)教師主導(dǎo)，學(xué)生主體原則，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)有效的科學(xué)方法。五、學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配作業(yè)題量備注章節(jié)主要內(nèi)容講授實(shí)驗(yàn)討論習(xí)題課外其它小計(jì)一光電傳感器概論440二光電探測(cè)器7181三光電信號(hào)檢測(cè)技術(shù)111121四光電傳感器的應(yīng)用7181合計(jì)293323六、本課程與其他課程的關(guān)系《應(yīng)用光學(xué)》、《物理光學(xué)》、《電磁學(xué)》、《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》等課程為本課程的先修課程。七、教材與教學(xué)參考書（一）教材王慶有.光電傳感器應(yīng)用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008。（二）教學(xué)參考書[1]張廣軍.光電測(cè)試技術(shù).北京