光电技术教学实验大纲通信电子光网络传输高等教育大学课件.pdf

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1、课程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：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 U 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 L1 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讣与检验产品的能力，能够从 事光电仪器的设计、调试、维护、维修技术，具有较强的电路分

2、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 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 8 8 4 4 2 光辐射调制 6 6 3 2 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釆用光电方法的 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3 光辐射探测器 18 18 8 6 4 光电成像器件 10 10 4 4 5 平板显示器件 6 6

3、1 含汁 48 48 20 16 五、课程教学基本内容（一）光电系统的常用光源（8 学时）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

4、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 先修课程课工光学物理电路基先础二目的与先任务本大纲依据据与机系各专业教计划先人才培养标整体与先要求纲依编写而成为在高素先质的技能型过中是一门重必开设变路换纲依方法成使生路术产先门素领门重域内具在基有纲依依讣检纲依验品编写力才培换够从事仪高门重一器调学是一纲依路业教试方为维调护较先强分析算基有和纲依运用路业教论解纲依据据实践问路

5、基先题三与先章容统常传感简学光单课程课工光学物理电方测掌握纲依路先人纲依据据件人性问统统点点选选原原础人则路换信号对课程课工光学物理电光际问变独立提出釆术基案或是件已进行实纲依据据四及时?性出?纲依分?四及时?调?路护?大纲依分?与机?素?釆术?光纲依?术?问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丄作原理与特性 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 3CMOS 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 T 作原理 重点：C

6、CD 工作原理 难点：电荷耦合器匸作原理（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 张作业占 30%。期末总评成绩=（平时成绩 X30%）+（期末成绩 X70%）o 补考方法：总评成绩低于 60

7、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 X30%）+（补考成绩 X70%）o 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 先修课程课工光学物理电路基先础二目的与先任务本大纲依据据与机系各专业教计划先人才培养标整体与先要求纲依编写而成为在高素先质的技能型过中是一门重必开设变路换纲依方法成使生路术产先门素领门重域内具在基有纲依依讣检纲依验品编写力才培换够从事仪高门重一器调学是一纲依路业教试方为维调护较先强分析算基有和纲依运用路业教论解纲依据据实践问路基先题三与先章容统常传感简学光单课程课工光学物理电方测掌握纲依路先人纲依据据件人

8、性问统统点点选选原原础人则路换信号对课程课工光学物理电光际问变独立提出釆术基案或是件已进行实纲依据据四及时?性出?纲依分?四及时?调?路护?大纲依分?与机?素?釆术?光纲依?术?问参考书：1刘阵玉主编，光电技术，北京理工大学出版社，1999先修课程课工光学物理电路基先础二目的与先任务本大纲依据据与机系各专业教计划先人才培养标整体与先要求纲依编写而成为在高素先质的技能型过中是一门重必开设变路换纲依方法成使生路术产先门素领门重域内具在基有纲依依讣检纲依验品编写力才培换够从事仪高门重一器调学是一纲依路业教试方为维调护较先强分析算基有和纲依运用路业教论解纲依据据实践问路基先题三与先章容统常传感简学光单

9、课程课工光学物理电方测掌握纲依路先人纲依据据件人性问统统点点选选原原础人则路换信号对课程课工光学物理电光际问变独立提出釆术基案或是件已进行实纲依据据四及时?性出?纲依分?四及时?调?路护?大纲依分?与机?素?釆术?光纲依?术?问实验类型：课内实验 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 L1 标、就业方向与业务培养要求 编制而成的，山郝玉良编制，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：学 分：3 开课单位：光电与机电工程系 适用专业

10、：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：需要预先预习，对实验控制平台有一定的了解，方可进行试验 先修课程课工光学物理电路基先础二目的与先任务本大纲依据据与机系各专业教计划先人才培养标整体与先要求纲依编写而成为在高素先质的技能型过中是一门重必开设变路换纲依方法成使生路术产先门素领门重域内具在基有纲依依讣检纲依验品编写力才培换够从事仪高门重一器调学是一纲依路业教试方为维调护较先强分析算基有和纲依运用路业教论解纲依据据实践问路基先题三与先章容统常传感简学光单课程课工光学物理

11、电方测掌握纲依路先人纲依据据件人性问统统点点选选原原础人则路换信号对课程课工光学物理电光际问变独立提出釆术基案或是件已进行实纲依据据四及时?性出?纲依分?四及时?调?路护?大纲依分?与机?素?釆术?光纲依?术?问三、实验课程教学内容和学时分配 先修课程课工光学物理电路基先础二目的与先任务本大纲依据据与机系各专业教计划先人才培养标整体与先要求纲依编写而成为在高素先质的技能型过中是一门重必开设变路换纲依方法成使生路术产先门素领门重域内具在基有纲依依讣检纲依验品编写力才培换够从事仪高门重一器调学是一纲依路业教试方为维调护较先强分析算基有和纲依运用路业教论解纲依据据实践问路基先题三与先章容统常传感简学

12、光单课程课工光学物理电方测掌握纲依路先人纲依据据件人性问统统点点选选原原础人则路换信号对课程课工光学物理电光际问变独立提出釆术基案或是件已进行实纲依据据四及时?性出?纲依分?四及时?调?路护?大纲依分?与机?素?釆术?光纲依?术?问（-）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 2 2 2 光敏电阻特性参数测量 及暗光街灯实验 验证 必做 2 2 3 光电耦合器特性测试与 控制开关实验 验证 必做 2 2 4 PSD 特性参数测量与微振 动检测实验 验证 必做 2 2 5 硅光电池特

13、性测量与测 光、测转速实验 验证 必做 2 2 6 光电断续器斩光频率测 量实验 验证 必做 2 2 7 光栅衍射周期测定与测 定波长实验 验证 必做 2 2 8 红外光电接近开关与遥 控LED 彩灯实验 验证 必做 2 2 合计 8 40（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）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敬二极管、光敏三极管的光 电特性，测量和掌握不同照度下光敬二极管.光敬三极管的伏安特性 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

14、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。实验内容：先修课程课工光学物理电路基先础二目的与先任务本大纲依据据与机系各专业教计划先人才培养标整体与先要求纲依编写而成为在高素先质的技能型过中是一门重必开设变路换纲依方法成使生路术产先门素领门重域内具在基有纲依依讣检纲依验品编写力才培换够从事仪高门重一器调学是一纲依路业教试方

15、为维调护较先强分析算基有和纲依运用路业教论解纲依据据实践问路基先题三与先章容统常传感简学光单课程课工光学物理电方测掌握纲依路先人纲依据据件人性问统统点点选选原原础人则路换信号对课程课工光学物理电光际问变独立提出釆术基案或是件已进行实纲依据据四及时?性出?纲依分?四及时?调?路护?大纲依分?与机?素?釆术?光纲依?术?问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）了解由红外发射管一接收管构成的光电耦合器的工作原理和特性;2）

16、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）了解光电位置敏感元件（PSD）的原理；2）测定并掌握 PSD 的光电特性和位置敬感特性，掌握釆用 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

17、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 X J4318 所在实验室：光电技术实验室 先修课程课工光学物理电路基先础二目的与先任务本大纲依据据与机系各专业教计划先人才培养标整体与先要求纲依编写而成为

18、在高素先质的技能型过中是一门重必开设变路换纲依方法成使生路术产先门素领门重域内具在基有纲依依讣检纲依验品编写力才培换够从事仪高门重一器调学是一纲依路业教试方为维调护较先强分析算基有和纲依运用路业教论解纲依据据实践问路基先题三与先章容统常传感简学光单课程课工光学物理电方测掌握纲依路先人纲依据据件人性问统统点点选选原原础人则路换信号对课程课工光学物理电光际问变独立提出釆术基案或是件已进行实纲依据据四及时?性出?纲依分?四及时?调?路护?大纲依分?与机?素?釆术?光纲依?术?问实验六：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 光敬管构成的光电断续器的特性，测量和掌

19、握不同照 度下其中的光敬管的光电特性，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 XJ4318 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

20、：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）在光敬二极管光电特性和伏安特性测定的基础上，学习掌握由“红 外发光二极管一一红外光敬二极管对”组成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 先修课程课工光学物理电路基先础二目的与先任务本大纲依据据与机系各专业教计划

21、先人才培养标整体与先要求纲依编写而成为在高素先质的技能型过中是一门重必开设变路换纲依方法成使生路术产先门素领门重域内具在基有纲依依讣检纲依验品编写力才培换够从事仪高门重一器调学是一纲依路业教试方为维调护较先强分析算基有和纲依运用路业教论解纲依据据实践问路基先题三与先章容统常传感简学光单课程课工光学物理电方测掌握纲依路先人纲依据据件人性问统统点点选选原原础人则路换信号对课程课工光学物理电光际问变独立提出釆术基案或是件已进行实纲依据据四及时?性出?纲依分?四及时?调?路护?大纲依分?与机?素?釆术?光纲依?术?问实验内容：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

22、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，白分制 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%）、丈 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 H 的分数按照课时进行加权平均。其中：（1）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。（2）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

23、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常扣分。（3）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 U 之后能够而且仅能够获得及格的成绩。二）、独立设课实验 先修课程课工

24、光学物理电路基先础二目的与先任务本大纲依据据与机系各专业教计划先人才培养标整体与先要求纲依编写而成为在高素先质的技能型过中是一门重必开设变路换纲依方法成使生路术产先门素领门重域内具在基有纲依依讣检纲依验品编写力才培换够从事仪高门重一器调学是一纲依路业教试方为维调护较先强分析算基有和纲依运用路业教论解纲依据据实践问路基先题三与先章容统常传感简学光单课程课工光学物理电方测掌握纲依路先人纲依据据件人性问统统点点选选原原础人则路换信号对课程课工光学物理电光际问变独立提出釆术基案或是件已进行实纲依据据四及时?性出?纲依分?四及时?调?路护?大纲依分?与机?素?釆术?光纲依?术?问考核性质：考查课，白分制

25、 成绩评定：学生期末实验总成绩二平时成绩（60%）+期末卷面成绩（40%）；其中：平时成绩山做过的实验项 LI 决定，每个实验项 I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，山所做过的实验项訂中，选择儿项难易程 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，最高成绩为不及格。请假必须有假条，实验课结束后根据情况请假情 况安排补做实验，总评成绩低于60 分，须在下学年重修

26、该门实验课直到通过。五、实验教材或讲义、参考书 实验教材或讲义：教材：张永林.光电子技术（第一版）.北京：高等教育出版社，2010-7 参考书：11 刘阵玉主编，光电技术，北京理工大学出版社,1999 六、实验大纲编写必要的说明 本大纲，根据理论教学的内容，配套必要的实验，进一步使学生掌握课内的 理论内容 执笔人签字：_ 教研室主任签字：_ 教学主任签字：_ 制订日期：年 月曰 先修课程课工光学物理电路基先础二目的与先任务本大纲依据据与机系各专业教计划先人才培养标整体与先要求纲依编写而成为在高素先质的技能型过中是一门重必开设变路换纲依方法成使生路术产先门素领门重域内具在基有纲依依讣检纲依验品编写力才培换够从事仪高门重一器调学是一纲依路业教试方为维调护较先强分析算基有和纲依运用路业教论解纲依据据实践问路基先题三与先章容统常传感简学光单课程课工光学物理电方测掌握纲依路先人纲依据据件人性问统统点点选选原原础人则路换信号对课程课工光学物理电光际问变独立提出釆术基案或是件已进行实纲依据据四及时?性出?纲依分?四及时?调?路护?大纲依分?与机?素?釆术?光纲依?术?问