光電技術教學實驗大綱

1、 / 8光電技術與器件課程教學大綱一、課程的基本信息課程編號：課程性質：必修學 時： 64學 分： 3開課單位： 光電與機電工程系適用專業(yè)：測控技術先修課程：工程光學、物理光學、電路基礎二、課程目的與任務 本大綱依據(jù)光電與機電、工程系各專業(yè)教學計劃人才培養(yǎng)目標的整體要求 編寫而成。本課程為專業(yè)基礎課。 在培養(yǎng)各專業(yè)高素質技能型人才的教學過程中， 是一門重要的必修課。開設本課程的目的是為使學生掌握常用光電器件的性能， 使用要點和選用原則， 了解典型光電器件的原理和特點， 熟悉常用光電信號變換 方法，使學生在工程技術與工業(yè)生產(chǎn)領域內(nèi)具有設計與檢驗產(chǎn)品的能力， 能夠從 事光電儀器的設計、調(diào)試、維護、

2、維修技術，具有較強的電路分析計算能力和運 用理論解決工程實踐問題的能力。三、課程教學基本要求1、了解典型光電器件的原理和特點。2、了解光電傳感電路的設計，能設計和調(diào)試簡單的光電檢測電路。3、掌握常用光電器件的性能，使用要點和選用原則。4、掌握常用光電信號變換方法，能對實際工程問題獨立的提出采用光電方法的 技術方案或對已有光電系統(tǒng)進行分析。四、教學內(nèi)容及學時分配章教學內(nèi)容理論教學環(huán)節(jié)學時分配作業(yè) 題量備注講授習題課外小計實驗學時1光電系統(tǒng)的常用光源88442光輻射調(diào)制66323光輻射探測器1818864光電成像器件1010445平板顯示器件661合計48482016五、課程教學基本內(nèi)容（一）光電

3、系統(tǒng)的常用光源 （8 學時） 教學內(nèi)容 ：1、光輻射與光源輻射的基本概念熱輻射的基本定律 光源的基本特性參數(shù)和光源的選擇 光電技術中常用光源簡介基本要求：1了解光輻射與熱輻射的區(qū)別。2理解光源的基本參數(shù)。 3掌握常見光源的選擇方法。重點：光源的基本特性參數(shù)難點 ：光輻射（二）光輻射的調(diào)制（ 6 學時） 教學內(nèi)容 ：1機械調(diào)制2電光調(diào)制3聲光調(diào)制4磁光調(diào)制 基本要求熟悉光束的調(diào)制、 掃描的原理、方法和特性， 以及空間調(diào)制器的原理和結構 1. 基本要求 （1）掌握光束調(diào)制原理，包括電光調(diào)制、聲光調(diào)制、磁光調(diào)制和直接調(diào)制的原 理、實現(xiàn)方法和特點及應用；（ 2）熟練掌握光束掃描的原理，包括機械掃描、聲

4、光掃描、電光掃描的原理和 實現(xiàn)方法和器件結構； 重點 ：機械調(diào)制 電光調(diào)制難點： 聲光調(diào)制（三）光幅探測器（ 10 學時） 教學內(nèi)容 ：1光幅探測器的理論基礎2光熱探測器3光電探測器 基本要求：1了解光熱效應2理解光電效應 掌握光電二極管，光電池，光電三極管等常見光電元件的工作原理與特性 重點： 光電二極管，光電池工作原理 難點： 光幅探測理論基礎（四）光電成像器件（ 18 學時） 教學內(nèi)容 ：1攝像管2電荷耦合器3CMOS 圖像傳感器 基本要求：1了解攝像管的工作原理 2理解電荷耦合器的工作原理 3掌握 CMOS 工作原理 重點：CCD 工作原理 難點：電荷耦合器工作原理（五）平板顯示器件（

5、 6 學時） 教學內(nèi)容 ：1液晶顯示器2LED 顯示器3等離子顯示器基本要求： 1了解液晶顯示器的工作原理。 2理解 LED 顯示器工作原理 3了解等離子顯示器工作原理 重點： LED 顯示器工作原理 難點： 等離子顯示器工作原理六、考核方式與成績評定 考核方式 ：考查 考試用時 ： 90 分鐘 成績評定 ：本課程成績構成比例為：期末考試成績占總成績的 70%，平時成 績占總成績的 30%；平時成績的構成及比例為：考勤占 70%，作業(yè)占 30%。期末總評成績（平時成績 30%）+ （期末成績 70%）。補考方法 ： 總評成績低于 60分的學生，須參加學院統(tǒng)一組織的補考。 補考總成績（平時成績

6、30 %）+ （補考成績 70%）。七、教材與主要參考書目教 材：張永林光電子技術（第一版） 北京：高等教育出版社， 2010 7參考書 ：1 劉陣玉主編，光電技術，北京理工大學出版社， 1999八、大綱編寫必要的說明本大綱系根據(jù)教學計劃中所規(guī)定的業(yè)務培養(yǎng)目標、 就業(yè)方向與業(yè)務培養(yǎng)要求 編制而成的，由郝玉良編制，經(jīng)系教學指導組審定，于 2012年 2月完成。執(zhí)筆人簽字：教研室主任簽字：教學主任簽字： 制訂日期： 年 月 日光電技術與器件實驗大綱一、課程的基本信息課程編號： 實驗類型：課內(nèi)實驗 學 時： 64學 分： 3開課單位： 光電與機電工程系適用專業(yè)：測控技術先修課程：工程光學、物理光學、

7、電路基礎二、實驗教學目的與基本要求1、實驗教學的目的： 使學生對常用的光電器件有更深入的理解與操作2、實驗教學的基本要求： 需要預先預習，對實驗控制平臺有一定的了解，方可進行試驗三、實驗課程教學內(nèi)容和學時分配一）實驗學時分配序 號實驗項目名稱實驗類別實驗性質學時人/組驗證綜合設計必做選做1光敏二極管、三極管特性參數(shù)測量實驗驗證必做222光敏電阻特性參數(shù)測量及暗光街燈實驗驗證必做223光電耦合器特性測試與控制開關實驗驗證必做224PSD特性參數(shù)測量與微振動檢測實驗驗證必做225硅光電池特性測量與測光、測轉速實驗驗證必做226光電斷續(xù)器斬光頻率測量實驗驗證必做227光柵衍射周期測定與測定波長實驗驗

8、證必做228紅外光電接近開關與遙控 LED彩燈實驗驗證必做22合計840（二）實驗內(nèi)容 實驗一：光敏二極管、三極管特性參數(shù)測量實驗（ 2 學時） 實驗目的和要求 ：1）了解紅外發(fā)光二極管（紅外 LED ）的發(fā)光特性；2）通過實驗學會測量和掌握不同照度下光敏二極管、 光敏三極管的光 電特性，測量和掌握不同照度下光敏二極管、光敏三極管的伏安特性實驗內(nèi)容 ：實驗過程中通過改變環(huán)境光照強度和反偏電壓，測定通過光敏二極管的光 電流大小，從而獲得其在不同光照強度和不同反偏電壓下的光電特性及伏安特 性，得到相應的關系曲線。主要實驗儀器與器材 ：光電傳感綜合實驗儀 YL 系列所在實驗室： 光電技術實驗室實驗二

9、：光敏電阻特性參數(shù)測量及暗光街燈實驗（ 2 學時） 實驗目的和要求 ：1）掌握光敏電阻的伏安特性及其隨光照強度的變化規(guī)律；2）掌握基于光敏電阻的暗光街燈的工作原理及應用。實驗內(nèi)容 ：利用光敏電阻的電阻變化特性， 將之作為街燈自動點亮與熄滅的傳感器件。 主要實驗儀器與器材 ：光電傳感綜合實驗儀 YL 系列所在實驗室： 光電技術實驗室實驗三：光電耦合器特性測試與控制開關實驗（ 2 學時） 實驗目的和要求 ：1）了解由紅外發(fā)射管接收管構成的光電耦合器的工作原理和特性；2）測定并掌握光電耦合器特的伏安特性。實驗內(nèi)容 ： 利用光電耦合器的性能，將之作為光電控制開關系統(tǒng)的傳感器件，以實現(xiàn) 電氣上絕緣的光耦

10、式繼電控制。主要實驗儀器與器材 ：光電傳感綜合實驗儀 YL 系列 雙蹤示波器 XJ4318所在實驗室： 光電技術實驗室實驗四： PSD特性參數(shù)測量與微振動檢測實驗（ 2 學時） 實驗目的和要求 ：1）了解光電位置敏感元件（ PSD）的原理；2）測定并掌握 PSD的光電特性和位置敏感特性， 掌握采用 PSD 元件 測量微振動的原理與方法。3）了解 PSD 的動態(tài)響應特性。實驗內(nèi)容 ：1）測定光耦的接收器的伏安特性； 2）實現(xiàn)電氣上絕緣的光耦式繼電控制 主要實驗儀器與器材 ：光電傳感綜合實驗儀 YL 系列雙蹤示波器 XJ4318所在實驗室： 光電技術實驗室實驗五：硅光電池特性測量與測光、測轉速實驗

11、（ 2 學時） 實驗目的和要求 ：1）了解硅光電池的工作原理，掌握硅光電池的短路電流、開路電壓 等特性及其隨光強而變化的規(guī)律掌握其在環(huán)境光亮度測量中的 應用；2）進一步了解和掌握硅光電池的動態(tài)響應特性及其應用。 實驗內(nèi)容 ： 硅光電池的光電特性測量、硅光電池測光和轉速的測定。 主要實驗儀器與器材 ： 光電傳感綜合實驗儀 YL 系列雙蹤示波器 XJ4318 所在實驗室： 光電技術實驗室實驗六：光電斷續(xù)器斬光頻率測量實驗（ 2 學時）實驗目的和要求 ：1）了解由紅外 LED光敏管構成的光電斷續(xù)器的特性， 測量和掌握不同照 度下其中的光敏管的光電特性，測量和掌握不同照度下光敏管的伏安特性2）學習光電

12、斷續(xù)器的性能，掌握基于光電斷續(xù)器的斬光頻率（速度）測量 系統(tǒng)的工作原理及應用。實驗內(nèi)容 ：用斬光片將紅外光周期性斬斷，則光敏管將輸出同頻率的周期性光電流信 號。將光電流信號放大，即可測得其頻率，推算出斬光頻率或電機轉速。主要實驗儀器與器材 ：光電傳感綜合實驗儀 YL 系列 雙蹤示波器 XJ4318 所在實驗室： 光電技術實驗室實驗七：光柵衍射周期測定與測定波長實驗（ 2 學時） 實驗目的和要求 ：1）觀察激光照射時光柵的衍射特性； 2）掌握光柵距的測定方法；3）用衍射的方法會測定激光波長，掌握激光波長的測定方法。實驗內(nèi)容 ： 1）觀察分析激光衍射光斑的大小、 分布及強度的變化規(guī)律； 2）光柵距

13、的測量；3）衍射法激光波長的測定方法。主要實驗儀器與器材 ：光電傳感綜合實驗儀 YL 系列雙蹤示波器 XJ4318所在實驗室： 光電技術實驗室實驗八：紅外光電接近開關與遙控 LED彩燈實驗（ 2 學時） 實驗目的和要求 ：1）在光敏二極管光電特性和伏安特性測定的基礎上， 學習掌握由 “紅 外發(fā)光二極管紅外光敏二極管對”組成的紅外光電接近開關的原理及其應 用。2） 進一步了解光敏三極管的光電特性，掌握由“紅外LED 光敏三極管對”構成的紅外遙控系統(tǒng)的原理及應用。實驗內(nèi)容 ：1）紅外光電接近開關； 2）紅外遙控 LED 彩燈主要實驗儀器與器材 ： 光電傳感綜合實驗儀 YL 系列 所在實驗室： 光電

14、技術實驗室四、考核方式與成績評定一）、課內(nèi)實驗：考核性質：考查課， 百分制成績評定辦法 ：每個實驗項目按四個方面考核，實驗預習（占 15%）、實驗 操作（占 55%）、實驗報告（占 20%），實驗紀律（占 10%）。期末總評成績?yōu)楦鲗嶒烅椖康姆謹?shù)按照課時進行加權平均。其中： 預習成績：上課鈴響之后，實驗教師在實驗室中巡視，檢查學生的預習 報告，并當場給出預習分數(shù)，如有學生遲到，則酌情扣分；若遲到超過 20 分鐘， 則取消其本次實驗資格。 操作成績：教師講課結束后在實驗室中巡回指導， 考核 學生的操作情況， 對思維敏捷、操作靈巧、有創(chuàng)造性的， 獨立完成實驗全過程的學生，則給出較好 的 操作分數(shù)；

15、 而對于操作不認真，抄襲別人數(shù)據(jù)的學生則酌情扣分。 報告成績：實驗結束后，批改學生的實驗報告，給出實驗報告成績；實 驗報告的關注點包括 實驗的原始數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的分析 及處理、回答預習思考題， 實驗總結等。要求 書寫整潔、文字符號規(guī)范等。（4）實驗紀律：考核學生的出勤率、對儀器設備的愛護、對實驗室環(huán)境衛(wèi)生 的維護等。補考辦法：總評成績不及格的學生， 必須重修實驗課， 可以下一年在教務系 統(tǒng)中自行選課，然后自選時間到實驗室做實驗（跟隨下一年級的學生） ，并將實 驗報告交給指導老師。重修所有的實驗項目之后能夠而且僅能夠獲得及格的成績。二）、獨立設課實驗考核性質：考查課， 百分制成績評定 ：學生期末實驗總成績 =平時成績（ 60%） +期末卷面成績（ 40%）； 其中：平時成績由做過的實驗項目決定， 每個實驗項目按四個方面考核， 實驗預習（占 15%）、實驗操作（占 55%）、實驗報告（占 20%），實驗紀律（占 10%）。對各實驗 項目的分數(shù)進行加權平均，即為平時成績。期末卷面考試采取閉卷考試形式， 由所做過的實驗項目中， 選擇幾項難易程 度相似的實驗項目，由學生采取隨機抽簽的方式進行考試。補考方法 ：本實驗課原則上不安排補考，曠課一次，最高成績只能為及格， 曠課兩次， 最高