《實(shí)驗(yàn)課程參考格式》課程教學(xué)大綱（本科）

1、實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱參考格式光電子綜合實(shí)驗(yàn)（Optoelectronic Comprehensive Experiment）課程代碼：03410115學(xué)分：2學(xué)時(shí)：30先修課程：激光原理與器件、光電子技術(shù)、導(dǎo)波光學(xué)、光纖通信、數(shù)字電路、模擬 電路適用專業(yè)：光電信息科學(xué)與工程教材或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書：光電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，周駿編著，北京：化學(xué)工業(yè)出版 社，2012年4月第一版；自編光電子器件制備與測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)講義一、課程性質(zhì)光電子綜合實(shí)驗(yàn)是光電信息科學(xué)與工程專業(yè)為本科生開設(shè)的一門重要專業(yè)課， 課程安排在第七學(xué)期。通過本實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，訓(xùn)練學(xué)生掌握現(xiàn)代加工和測(cè)試的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)， 熟悉光電子器件的設(shè)計(jì)、加工和測(cè)試的基本方

2、法，培養(yǎng)學(xué)生從事光學(xué)工程研究和技術(shù)開 發(fā)的實(shí)驗(yàn)技能，使學(xué)生掌握光信號(hào)測(cè)試、光電子器件的光譜響應(yīng)、傳感信號(hào)的探測(cè)和微 光學(xué)器件制備技術(shù)。為今后從事光電技術(shù)方面的研究和開發(fā)工作打下一定的基礎(chǔ)。同時(shí) 要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中注重理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真、遵守紀(jì)律 的工作態(tài)度，團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神和愛護(hù)公物的優(yōu)良品德。二 課程任務(wù)（一）知識(shí)方面本課程為光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)課，共分為十個(gè)實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容涵蓋光刻技術(shù) 和光波導(dǎo)器件的參數(shù)測(cè)量；光電子器件的測(cè)試技術(shù)；光譜探測(cè)技術(shù)；光纖的切割、熔接 等四部分內(nèi)容。涉及高精度加工、測(cè)量設(shè)備和測(cè)試軟件的使用等，使學(xué)生逐步掌握有關(guān) 光電子器件工作的基本原理

3、、性能和應(yīng)用，在獲取知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生定性分析與定 量計(jì)算的能力，獨(dú)立獲取知識(shí)的能力，理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提升其科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的整 體素養(yǎng)，為今后的科研和工作打下基礎(chǔ)。（二）能力與素質(zhì)方面1、能夠通過閱讀實(shí)驗(yàn)教材或?qū)嶒?yàn)講義資料，作好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備;2、掌握高精度加工、測(cè)量設(shè)備和測(cè)試軟件的使用能力；3、掌握測(cè)量誤差的分析能力，能夠正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，初步掌握列表、繪圖等方法處 理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確表述和綜合分析能力；5、通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，滿足培養(yǎng)“高素質(zhì)的應(yīng) 用型人才”的需要。（三）對(duì)畢業(yè)要求的支撐性本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)畢業(yè)要求4：畢業(yè)要求4-1.

4、能夠?qū)怆娦畔⒖茖W(xué)與工程相關(guān)的各類物理現(xiàn)象、光電特性進(jìn)行研究和 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)指標(biāo)點(diǎn)支撐度等級(jí)為L （低）；畢業(yè)要求4-2.指標(biāo)點(diǎn)4-2.能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)光電信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、 器件、裝置、系統(tǒng)制定實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)指標(biāo)點(diǎn)支撐度等級(jí)為L （低）；畢業(yè)要求4-3.能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋,并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論, 對(duì)指標(biāo)點(diǎn)支撐度等級(jí)為L （低）；三、本課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)類型要求備注1光纖的處理、切割與熔接實(shí) 驗(yàn)3綜合必做2URE-2000/17型紫外光刻機(jī) 的使用3綜合必做3棱鏡耦合法測(cè)薄膜厚度和折 射率3綜合必做4波導(dǎo)傳輸損耗的測(cè)量實(shí)驗(yàn)3綜合必做5光敏二

5、極管的特性實(shí)驗(yàn)3綜合必做6晶體電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)3綜合必做7硅光電池實(shí)驗(yàn)3綜合必做8LD/LED光源特性實(shí)驗(yàn)3綜合必做9光學(xué)多道分析器實(shí)驗(yàn)3綜合必做10利用線陣CCD進(jìn)行物體外形3綜合必做尺寸測(cè)量注：1 .類型：指驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性等;2.要求：指必做、選做。實(shí)驗(yàn)一光纖的處理、切割與熔接實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1)、熟悉熔接機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用方法；2)、制作光纖端面；3)、光纖的熔接工作；2、基本要求1)、掌握光纖熔接機(jī)的性能及使用方法；2)、掌握光纖的剝離技巧；3)、能用光纖熔接機(jī)將兩根光纖準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)、正確的熔接。 實(shí)驗(yàn)二URE-2000/17型紫外光刻機(jī)的使用1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1)熟悉URE-2000/17型

6、紫外光刻機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用方法2)、光刻機(jī)掌握操作步驟(1)開機(jī)準(zhǔn)備(2)開機(jī)(3)上片(4)調(diào)平(5)曝光時(shí)間設(shè)定(6)顯微鏡對(duì)準(zhǔn)調(diào)節(jié)(7)關(guān)機(jī)2、基本要求1)、了解URE-2000/17型紫外光刻機(jī)的結(jié)構(gòu)2)、掌握URE-2000/17型紫外光刻機(jī)的使用；3)、學(xué)習(xí)和掌握紫外線接觸曝光光刻法的原理和工藝流程 實(shí)驗(yàn)三棱鏡耦合法測(cè)薄膜厚度和折射率1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.有效折射率測(cè)量(1)棱鏡底角的測(cè)量縹.(2)光束在棱鏡入射面上的自準(zhǔn)。使入射光線在棱鏡入射面上的反射光嚴(yán)格與小孔 重合，確定出入射光束的初始入射角內(nèi)。(3)點(diǎn)擊光波導(dǎo)參數(shù)測(cè)量?jī)x的計(jì)算機(jī)工作界面上“選項(xiàng)”菜單按鈕，確定計(jì)算機(jī)設(shè) 定的步進(jìn)電機(jī)的細(xì)

7、分?jǐn)?shù)與步進(jìn)電機(jī)控制箱的細(xì)分?jǐn)?shù)一致。(4)啟動(dòng)步進(jìn)馬達(dá)進(jìn)行角度掃描。在計(jì)算機(jī)工作界面上，按“反向”或“正向”菜 單按鈕，開始m-line曲線掃描，得到ATR譜線。(5)在ATR譜上測(cè)定相鄰三個(gè)導(dǎo)模的同步角。按鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)大的十字叉絲，在計(jì)算機(jī)工作界面的右側(cè)“光標(biāo)位置”顯示匡讀出十字叉絲對(duì)應(yīng)的角度位置。(6)計(jì)算出相鄰三個(gè)導(dǎo)模的傳播常數(shù)。.將相鄰三個(gè)導(dǎo)模的傳播常數(shù)代入模式色散方程，求解薄膜的厚度和折射率2、基本要求1) 了解光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)介質(zhì)平板波導(dǎo)理論；2)掌握測(cè)量光波導(dǎo)有效折射率的方法；3)熟悉棱鏡耦合激發(fā)導(dǎo)模的實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)四波導(dǎo)傳輸損耗的測(cè)量實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1)波導(dǎo)傳輸線的安排2)波導(dǎo)

8、傳輸線拍攝3)圖像的定標(biāo)4)圖象噪聲的消除5)傳輸損耗的計(jì)算2、基本要求1) 了解CCD數(shù)字成象法測(cè)量波導(dǎo)傳輸損耗的原理及實(shí)際的測(cè)量光路；2)掌握用于去除散粒噪聲的中值濾波圖象處理技術(shù)；3)通過傳輸曲線的擬合計(jì)算傳輸衰減系數(shù)。實(shí)驗(yàn)五光敏二極管的特性實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1)、光敏二極管光照特性測(cè)量；2)、光敏二極管伏安特性測(cè)量；2、基本要求掌握光敏二極管工作原理、光照特性、伏安特性和光譜響應(yīng)特性。實(shí)驗(yàn)六 晶體電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1）觀察晶體的會(huì)聚偏振光干涉圖樣和電光效應(yīng)（1）用單軸晶體的錐光干涉圖樣的變化完成的。由于晶體的不均勻性，在檢偏振片 后面的白屏上可看到一弱光點(diǎn)。（2）加上直流偏壓時(shí)呈現(xiàn)

9、雙軸晶體的錐光干涉圖樣，它說明單軸晶體在電場(chǎng)的作 用下變成了雙軸晶體。（3）兩個(gè)偏振片正交時(shí)和平行時(shí)干涉圖樣是互補(bǔ)的。（4）只改變直流偏壓的大小時(shí)，干涉圖樣不旋轉(zhuǎn)，只是雙曲線分開的距離發(fā)生變 化。這一現(xiàn)象說明，外加電場(chǎng)只改變感應(yīng)主軸方向的主折射率的大小，折射率橢球旋轉(zhuǎn) 的角度與電場(chǎng)大小無關(guān)。2）測(cè)定鋸酸鋰晶體的透過率曲線（即TU曲線），求出半波電壓Um再算出電光 系數(shù)丫22。3）光通訊的演示2、基本要求1）掌握晶體電光調(diào)制的原理和實(shí)驗(yàn)方法。2）學(xué)會(huì)用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量晶體半波電壓、電光常數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法。會(huì)觀察電 光效應(yīng)所引起的晶體光學(xué)特性的變化和會(huì)聚偏振光的干涉現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)七硅光電池實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)

10、容1）硅光電池的光照特性實(shí)驗(yàn)；2）硅光電池的光譜特性實(shí)驗(yàn)。2、基本要求掌握硅光電池的光照特性和光譜特性，熟悉其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)八LD/LED光源特性實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1）將半導(dǎo)體激光器管殼正接到電流源2芯插座+“孔上，開啟電流源，緩慢調(diào)節(jié) 電流旋紐，使工作電流由0mA逐漸增加到21mA,每隔3mA記錄LD的光功率 值，并測(cè)試記錄LD兩端的電壓值，繪制P-I曲線及V-I曲線。2）通過P-I曲線的線性部分作直線與橫坐標(biāo)相交，交點(diǎn)處的電流值即為激光器的 閾值電流3）開啟溫控器電源開關(guān)，設(shè)定提高溫度值10,升高LD的工作溫度，重復(fù)實(shí)驗(yàn) 步驟1,記錄LD的P-I曲線和V-I曲線。比較在不同溫度下，LD的特性曲線變

11、 化。4)開啟LED的驅(qū)動(dòng)電源，將LED正接到電流源2芯插座“+”孔上，緩慢調(diào)節(jié)電 流旋紐逐漸增加工作電流，使電流由0mA逐漸增加到30mA,每隔5mA記錄 LED光功率值，并記錄LED兩端的電壓值。繪制LED的P-I曲線及V-I曲線2、基本要求1)通過測(cè)量LD半導(dǎo)體激光器域值電流、LED發(fā)光二極管和LD半導(dǎo)體激光器 的輸出功率一電流(P-D特性曲線和電壓一電流(V-I)特性曲線，計(jì)算 閾值電流(Ith)o從而對(duì)LED發(fā)光二極管和LD半導(dǎo)體激光器工作特性有 個(gè)基本了解。了解溫度(T)對(duì)閾值電流(1th)和光功率(P)的影響。實(shí)驗(yàn)九光學(xué)多道分析器實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1)譜線定標(biāo)2)測(cè)量未知譜線3)數(shù)

12、據(jù)記錄與處理2、基本要求了解OMA的組成及工作原理；2)學(xué)習(xí)使用0MA分析光譜的方法；了解計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)采集、分析處理中的應(yīng)用；4)分析可見光區(qū)的Hg燈光譜。實(shí)驗(yàn)十 利用線陣CCD進(jìn)行物體外形尺寸測(cè)量實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)建立非接觸測(cè)量物體外形尺寸的基本結(jié)構(gòu)；(2)觀測(cè)二值化處理過程中CCD的輸出信號(hào)；(3)在進(jìn)行二值化閾值電平安排的過程中，觀察閾值電平的安排對(duì)測(cè)量值的影 響；(4)進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)放大倍率的標(biāo)定；(5)進(jìn)行非接觸測(cè)量被物體外形尺寸的測(cè)量；(6)通過改變有關(guān)參數(shù)，觀察對(duì)測(cè)量值的影響，分析影響物體尺寸測(cè)量的主要 因素。2、基本要求通過本實(shí)驗(yàn)掌握利用線陣CCD進(jìn)行非接觸測(cè)量物體尺寸的基本原理和方

13、法，用 實(shí)例探討影響測(cè)量范圍、測(cè)量精度的主要因素，為今后設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。四、考核與評(píng)定（一）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目考核要求（說明對(duì)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等考核要求）實(shí)驗(yàn)操作及報(bào)告：學(xué)生能正確使用實(shí)驗(yàn)中的設(shè)備儀器，理解實(shí)驗(yàn)原理，對(duì)實(shí)驗(yàn) 中的有關(guān)現(xiàn)象能分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析有自己的見解。學(xué)生實(shí)驗(yàn)后應(yīng)按時(shí)完成實(shí)驗(yàn) 總結(jié)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要寫出：實(shí)驗(yàn)名稱，實(shí)驗(yàn)人姓名、專業(yè)、班級(jí)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?實(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)過程與步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，思考題 等。要求內(nèi)容充實(shí)、圖表齊全、數(shù)據(jù)處理正確、結(jié)構(gòu)合理、書面整潔?？己朔绞剑焊鶕?jù)本學(xué)期要求做的實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)和學(xué)生各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的總分，計(jì)算出 每個(gè)學(xué)生的平均分?jǐn)?shù)做為實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)。（二）實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)?cè)u(píng)定（說明實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)?cè)u(píng)定方法，平時(shí)實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)課程考試/答辯成績(jī)的權(quán)重）考核形式考核結(jié)果考核權(quán)重實(shí)驗(yàn)報(bào)告五級(jí)制60%平時(shí)表現(xiàn)五級(jí)制40%五、大綱說明整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程包括課前預(yù)習(xí)、課前討論、實(shí)驗(yàn)操作、結(jié)果討論、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和思考等 環(huán)節(jié)。要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理，明確本次 實(shí)驗(yàn)中要測(cè)定什么量，最終要求什么量，特別需要注意大型設(shè)備的正確操作規(guī)范，注意 事項(xiàng)，并設(shè)計(jì)好記錄數(shù)據(jù)表格（包含原始數(shù)據(jù)、中間計(jì)算數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果）等。在檢查 完實(shí)驗(yàn)器材完整后，根據(jù)預(yù)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，填寫 在實(shí)驗(yàn)報(bào)告相應(yīng)位置處。老師檢