光电子专业实验教学大纲.docx

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1、光电子专业实验教学大纲课程英文名称：Optoelectronic experiments课程编号：0600451,0600452 学分：6 学时：96一、课程教学对象本课程教学对象为应用物理与材料学院之应用物理专业（LED绿色光源方向）和电子信息工程 专业（光电工程方向）的本科学生。二、课程性质、目的和任务本课程为专业课，总学时数96学时，分成二个学期（三年级第一学期、第二学期）完成。本 课程涉及光谱测试、霍尔效应、CCD、激光、传感器、LED封装、测试以及产品应用的各个方面, 通过本课程的实习，可以使学生了解和掌握光谱测试、霍尔效应、激光、光电传感与测试、LED 封装、测试以及产品开发的基本

2、过程，在此基础之上发现现有实验过程中存在的问题并提出相应 的解决方案。通过实验使学生综合运用理论知识应用于实践的能力，为今后从事生产技术工作打 下必要的基础。三、对先修知识和技能的要求学生在学习本课程之前，应先修或者同时学习基础物理、传感器原理与技术半导体 器件物理与工艺、半导体器件封装工艺，因此本课程拟三年级第一学期、第二学期开设为 宜。四、课程的主要内容、基本要求和学时分配建议（总学时：96）序号实验（实训）项目实验（实训）内容实验（实训）目的及要求学时1固晶手动固晶流程的扩晶、刷 银胶、固晶、烘烤等工序。了解LED封装技术中的固晶 的原理和作用，掌握固晶工 艺。42焊线采用金线和铝线焊线

3、完成 LED数码管的焊线工艺。理解LED数码管超声焊线的 原理；了解金线和铝线的基本 性能；熟练掌握焊线的基本技 巧。43灌胶完成LED数码管手动灌胶 工序。掌握手动灌胶的工艺过程；培 养学生的实验动手能力和专 业技能。44外观和质量测试学习LED外观与质量检测 技术，掌握推拉力机和 AN02数码管检测仪等设备掌握LED外观与质量检测技 术和工作原理，熟练相关设备 的操作和技巧。4的使用。5PSD位置传感器实验1、了解半导体光电位置敏 感器的基本原理与结构；2、正确连接PSD位置传 感器的线路连接以及测 量；3学习用逐差法和作图法 处理数据。学习光电传感和检测的基本 知识；了解各种光电探测的基

4、 本工作原理；学会光电探测的 基本技术和操作技巧；掌握 PSD光电位置敏感器件的原理 与应用。46光电综合实验1、了解光电池的基本原理 与结构；2、正确连接光电池的线路 连接以及测量；学习光电池的基本知识；了解 各种光电探测以光电能量转 换的基本工作原理；熟悉二极 管、三极管的基本工作特性； 学会光电池的基本技术和操 作技巧。47金属箔式应变传感器 及单臂桥实验应变传感器和单臂桥性能 实验了解金属箔式应变片的应变 效应。了解传感器的信号变 换；学习单臂桥工作原理和性 能。48传感器半桥全桥实验应变传感器半桥、全桥性 能实验与校准学习半桥、全桥工作原理和性 能；学习放大电路连接与系统 校准。49

5、霍尔效应实验1 .了解实验原理；2 .根据给定实验样品，制 备电极。选择仪器条件参 数，做出正确扫描3 .根据样品的实验数据判 断出样品的载流子浓度、 迁移率、电阻率及霍尔系 数等，并进行简单的电学 分析，了解样品的基本电 学特性。了解霍尔效应测试系统仪器 结构和实验原理；掌握霍尔效 应的基本原理；学习半导体材 料载流子浓度、迁移率、电阻 率、霍尔系数等基本物理量的 相关知识；学会利用霍尔效应 测量这些基本参数。410四探针测试实验1 .了解实验原理；2 .根据给定实验样品，选 择量程，测量样品的电阻 率/方块电阻，并进行相应 的电学分析，了解样品的 相关电学特性。了解四探针实验仪器的结构 和

6、实验原理；学习半导体材料 电阻率/方块电阻的概念；学会 利用四探针实验测量出不同 材料的电阻率/方块电阻数值。411吸收光谱测试利用紫外可见分光度计测 量溶液的透射谱和固体粉 末的反射光谱；通过分析吸收光谱和反射 谱来表征材料的光学性 能。掌握紫外可见吸收光谱分析 的基本原理；掌握利用紫外可见分光光度 计测试薄膜透过率的方法，并 绘制薄膜的透过光谱图； 掌握利用紫外可见分光光度 计测试固体粉末反射率的方 法，并绘制固体粉末的反射光 谱图。412荧光光谱测试1、熟悉荧光光谱仪的结构学习发光材料的基本特性和4和工作原理2、掌握荧光光谱仪的参数 设置和操作流程3、根据给定样品测量其激 发光谱和荧光光

7、谱4、根据光谱数据分析样品 的物质结构和光学性能。发光原理；掌握利用光谱仪测 量荧光光谱的基本原理和技 巧；学习利用荧光光谱分析物 质结构和性质的基本方法；掌 握光谱分析的基本技巧。13EDA实验1、三人表决器设计实验2、LED数码管动态显示电 路设计。学习数字电路的基本知识；熟 悉ALTERA公司的EDA设计 工具软件QuartusII ；学习利 用ZY11203E型实验箱的使用 技巧；在此基础上学习数字电 路的设计。414激光器原理与使用1、掌握激光器结构，激光 工作原理，激光器使用特 点。2、进行激光损伤，激光辐 照实验。3、测试激光光斑大小，测 试激光能量/功率。4、掌握激光器的使用。

8、学习激光器的结构及特点，会 对激光器品质进行评价与选 择；能进行激光实验，掌握激 光实验中的关键因素；了解激 光辐照结果评价方法。415He-Ne激光器的模式 分析1、调试He-Ne激光器的光 路。2、理量激光器的纵模频率 间隔。3、多量激光器的纵模频率 间隔。了解He-Ne激光器的模式结 构，加深对模式概念的理解； 通过测试分析，掌握模式分析 的基本方法；了解共焦球面扫 描干涉仪的原理、性能，学会 正确使用。416半导体激光器实验1、半导体激光器伏安特性 和P-I特性的测量；2、半导体激光器发散角的 测量；3、半导体激光器的偏振度 测量；4、半导体激光器的光谱特 性测试。通过实验熟悉半导体激

9、光器 的电学特性、光学特性；掌握 半导体激光器耦合、准直等光 路的调节；根据半导体激光器 的光学特性考察其在光电子 技术方面的应用；掌握WGD-6 光学多道分析器的使用。417LED热电实验测量LED在各种环境温度 下的热阻、结温和电压随 时间的变化趋势；测量 LED的电压电流I-V特性 曲线的基本技术；测量LED热阻K系数掌握大功率LED热阻、结温、 IV曲线的基本知识及其测量 方法；熟悉掌握测量418LED光色测试系统1、LED等光通量测试； 2、LED芯片光谱测试；3、荧光粉光谱测试。了解表征LED芯片发光性能 的方法；掌握LED芯片光谱 分析技术；掌握LED光电系 统的定标方法；掌握L

10、ED灯 色坐标、光谱、光效的测量方 法，学会积分球的使用；掌握 LED荧光粉的光谱、色坐标的 测试方法。419LED光强分布测试实1、测量LED灯珠的光强了解LED光强分布测试原理；4验分布曲线；掌握LED光强分布测试基本 操作和数据处理方法。20LED灯具测试实验利用积分球和光谱仪测量 LED灯具的基本参数，包 括灯具的色坐标、发光 光谱、光效、和光通量 等参数的标定。了解LED灯具的色坐标、光 谱、光效的基本概念；掌握 LED灯具光电系统的定标方 法；掌握LED灯具灯色坐标、 光谱分布、光效的测量方法。421LED灯具配光曲线1、G01900L灯具配光曲 线测试系统的设置和操作 2、自动转

11、台的放置；3、灯具的夹装4、探头的安装及定位5、灯具配光曲线的测量和 分析。学习灯具配光曲线的基本知 识；掌握配光曲线测试仪的基 本原理；学习利用灯具配光曲 线测试仪测量LED灯具的配 光曲线；掌握分析配光曲线测 试报告的基本能力和利用配 光曲线分析灯具质量的基本 技能。422光电薄膜制备1、熟悉真空镀膜设备原理 和操作流程；2、掌握金属铝薄膜的蒸镀 工艺；3、掌握金属氧化物的蒸发 工艺学习真空技术和退火的基本 知识；了解光电薄膜制备的基 本方法；认识利用溶胶凝胶 法、或磁控溅射、或真空热蒸 发和P E C V D等方法制备 薄膜的基本原理、主要设备结 构和流程。423光化学反应实验本实验属于

12、综合性训练， 包括光化学反应的制样， 光化学反应仪的基本操 作，和反应生成物的分析 和表征了解光辅助化学反应的基本 原理；熟练掌握光化学反应仪 的测试操作；掌握半导体光催 化反应产物的分析和表征。424光伏发电系统实验探索对光伏发电系统性 能的影响因素，研究不同 光照条件下系统的填充因 子与效率的关系，掌握光 伏发电系统各部分的作用 及装配方法。了解并掌握光伏发电系统的 工作原理；了解并掌握光伏发 电系统的组成，学习太阳能发 电系统的装配；了解并掌握光 伏发电系统的工程应用方法。425CCD测量曝光时间、驱动周期、 照明情况对输出的影响， 并根据实验原理对输出进 行说明；测量CCD的光电 转换

13、特性曲线，根据曲线 得到CCD的灵敏度、饱和 输出电压及饱和曝光量； 测量并计算CCD的暗信号 电压、暗噪声、动态范围、 像敏单元不均匀度等参 数。了解CCD的基本工作原理， 了解CCD正常工作所需的外 部条件及这些条件的改变对 CCD输出的影响；掌握CCD 重要常数的测量和分析方法。426溶胶凝胶法实验通过含高活性组分的化合 物作前驱体，在液相下均 匀混合，并进行水解、缩 合化学反应，在溶液中形 成稳定的透明溶胶体系， 形成凝胶。再经过干燥、了解溶胶凝胶法的基本原理； 基本掌握溶胶凝胶法的工艺 过程；要求进行一例溶胶凝胶 制备的操作。4烧结等固化过程制备出特 殊结构的材料。27旋涂法实验通过

14、把待成膜材料溶解在 溶剂中形成的液态溶液涂 覆在基片上，并且基片垂 直于自身表面的轴旋转成 膜，待溶剂蒸发以后获得 均匀的薄膜材料的制备过 程。了解旋涂法的基本原理；基本 掌握旋涂法的工艺过程与技 巧；要求进行一例旋涂制备薄 膜材料的操作。428微波法合成白光LED 用荧光材料将所需原料溶解，配置一 定浓度的溶液后，采用湿 化学方法之一-微波法合 成白光LED用荧光材料。掌握微波法合成白光LED荧 光材料的基本原理和方法，熟 悉相关设备的操作。429磁控溅射了解磁控溅射镀膜的基本 工作原理；掌握磁控溅射 镀膜的基本操作；掌握影 响镀膜质量的重要参数； 了解分析和表征薄膜质量 好坏的方法和手段了

15、解磁控溅射镀膜的基本工 作原理；掌握磁控溅射镀膜的 基本操作；掌握影响镀膜质量 的重要参数；了解分析和表征 薄膜质量好坏的方法和手段430绪论解释光电专业实验的课程 安排、要求和相关注意事 项；整体介绍LED封装工 艺流程，LED可靠性测试 原理、光色测试和分析原 理和手段等相关基本知 以C.解释光电专业实验的课程安 排、要求和相关注意事项；整 体介绍LED封装工艺流程， LED可靠性测试原理、光色测 试和分析原理和手段等相关 基本知识。4注：从以上30个实验项目（合计120学时）选24个实验项目（合计96学时），分2 个学期开设。五、建议使用教材及参考书1、教材：光电子专业实验讲义五邑大学应用物理与材料学院光电子实验中心编。2、参考书：1周骏编.光电子技术基础实验M,北京：化学工业出版社，2012.2苏永道，吉爱华，赵超. LED封装技术M.上海：上海交通大学出版社，2010.3宋露露，陈世伟.LED封装检测与应用M.武汉：华中科技大学出版社,2011.六、考核方式总评成绩=实验预习+实验操作+实习报告成绩；结合平时的到课率、学习态度、操作能力、 研究能力等综合评定成绩。