030242010-光电检测技术课程教学大纲-赵亚威.pdf

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1、光电检测技术课程教学大纲 课程代码：030242010 课程英文名称：Optoelectronic Detection Technology 课程总学时：24 讲课：24 实验：0 上机：0 适用专业：测控技术与仪器 大纲编写（修订）时间：2010.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 光电检测技术是测控技术与仪器专业选修课之一。它是现代检测技术最重要的手段和方法之一，是计量检测技术的一个重要的发展方向，通过本课程的学习，使学生初步掌握光电检测技术的理论知识技术，学习工业生产中实际使用的光电检测器件、发光、耦合和成像器件的工作原理，以及光电信号的数据采集与微机接口技术，了解光电检测

2、技术在各个领域中的应用及发展方向，为今后科研、生产解决光电检测技术问题打下基础。通过课堂教学使学生掌握光电检测器件、发光、耦合和成像器件的工作原理、主要特性及应用技术；光纤传感技术；光电信号的数据采集与微型计算机接口技术，光了解电检测技术典型应用。（二）知识、能力及技能方面的基本要求 1掌握光电检测技术三大基本理论（辐射与光度量、半导体物理、光电效应）；2掌握光电检测器件的基本原理、分类、性能参数指标及其应用选择；3掌握发光、耦合与成像器件的基本原理、结构、性能参数指标及其应用选择；4掌握光电信号的数据采集方法以及与微机接口进行数据处理方法；5.了解光纤传感器基本原理、结构、性能参数指标及其应

3、用选择；6.了解光电信号的变换和检测技术。（三）实施说明 1教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和原理的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；适当增加讨论课，调动学生学习的主观能动性。2教学手段：教学中采用电子教案、CAI 课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。（四）对先修课的要求 本课程要求的先修课程为大学物理C、电路A，模拟电子技术A，数字电子技术A，电子测量技术、传感器与检测技术。（五）对习题课、实验环节的要求 本课程不设置单独的习题课和实践

4、环节，理论讲授过程中适度增加应用习题，以此提高学生的感性认识，加深理解，同时鼓励学生课下多做实践练习。（六）课程考核方式 1.考核方式：考查 2考核目标：在考查学生对光电检测技术基本原理的基础上，重点考查学生对光电检测器件应用以及光电信号的数据采集与微机接口技术掌握情况。3成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业、提问、出勤情况等）占20%，小论文占30%、开卷考试成绩占50%。（七）主要参考书目:1、光电检测技术与应用，郭培源编，北京航空航天大学出版社，2006 2、光电检测技术，雷玉堂等编，中国计量出版社，2007 3、光电检测技术，曾光宇、张志伟等编，清华大学出版社，

5、2005 二、中文摘要 本课程是测控技术与仪器专业学生选修专业课程。介绍了光电检测技术的基础知识和基本定律，重点讲述了光电检测过程中的主要光电器件的原理、结构和性能，使学生了解光电检测技术的基本定律，掌握光电信号的数据采集及其与微机接口的技术。课程主要内容包括光电检测技术基础、光电检测器件、发光、耦合和成像器件、光纤传感检测、光电信号的数据采集与微机接口、光电检测系统和光电检测技术的典型应用。本课程将为后续相关实习、毕业设计等奠定重要的基础。三、课程学时分配表 序号 教学内容 学时 讲课 实验 上机 1 光电检测技术基础 4 4 2 光电检测器件 6 6 3 发光、耦合和成像器件 4 4 4

6、光纤传感检测 2 2 5 光电信号的数据采集与微机接口 4 4 6 光电检测系统 2 2 7 光电检测技术的典型应用 2 2 合计 24 24 四、教学内容及基本要求 第 1 部分 光电检测技术基础 总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0 具体内容:1）光的基本性质 2）辐射与光度学量 3）半导体基础知识 4）黑体辐射定律和光电效应 重 点:光辐射度量；半导体物理基础；光电效应。难 点:光辐射度量 第 2 部分 光电检测器件 总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0 具体内容:1）光电器件的类型与特点 2）光电器件的基本特性参数 3）半导体光电器件：光敏电阻、光电

7、池、光电二极管/三极管 4）真空光电器件：光电管、光电倍增管 重 点:光电器件的性能参数，真空光电器件、半导体光电器件，各类器件的性能比较和应用选择 难 点:真空光电器件、半导体光电器件，及其性能比较和应用选择 第 3 部分 发光、耦合和成像器件 总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0 具体内容:1）发光二极管 2）激光器 3）光电耦合器件 4）CCD 重 点:发光二极管、激光器、光电耦合器件 难 点:激光器、光电耦合器件 第 4 部分 光纤传感检测 总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:1）光导纤维基础知识 2）光纤传感器 重 点:光纤的传输模式、

8、传输原理及耦合，光纤传感器 难 点:光纤的耦合 第 5 部分 光电信号的数据采集与微机接口 总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0 具体内容:1）光电信号的二值化、量化处理；2）单元光电信号的数据采集以及与PC 机接口进行数据处理的方法。重 点:单元光电信号的数据采集及其与PC 机接口进行数据处理的方法 难 点:单元光电信号的数据采集及其与PC 机接口进行数据处理的方法 第 6 部分 光电检测系统 总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:1）直接光电检测系统 2）光外差光电检测系统 重 点:直接光电检测系统，光外差光电检测系统 难 点:光外差光电检测系统 第 7 部分 光电检测技术的典型应用 总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:1）时变光信号的直接检测和调制检测 2）简单光学目标的形位检测 重 点:时变光信号的直接检测和调制检测 难 点:时变光信号的调制检测 编写人：赵亚威、宋建辉 审核人：陈亮 批准人：张焕君