光電技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)大綱

1、 / 8光電技術(shù)與器件課程教學(xué)大綱一、課程的基本信息課程編號(hào)：課程性質(zhì)：必修學(xué) 時(shí)： 64學(xué) 分： 3開(kāi)課單位： 光電與機(jī)電工程系適用專業(yè)：測(cè)控技術(shù)先修課程：工程光學(xué)、物理光學(xué)、電路基礎(chǔ)二、課程目的與任務(wù) 本大綱依據(jù)光電與機(jī)電、工程系各專業(yè)教學(xué)計(jì)劃人才培養(yǎng)目標(biāo)的整體要求 編寫(xiě)而成。本課程為專業(yè)基礎(chǔ)課。 在培養(yǎng)各專業(yè)高素質(zhì)技能型人才的教學(xué)過(guò)程中， 是一門(mén)重要的必修課。開(kāi)設(shè)本課程的目的是為使學(xué)生掌握常用光電器件的性能， 使用要點(diǎn)和選用原則， 了解典型光電器件的原理和特點(diǎn)， 熟悉常用光電信號(hào)變換 方法，使學(xué)生在工程技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)具有設(shè)計(jì)與檢驗(yàn)產(chǎn)品的能力， 能夠從 事光電儀器的設(shè)計(jì)、調(diào)試、維護(hù)、

2、維修技術(shù)，具有較強(qiáng)的電路分析計(jì)算能力和運(yùn) 用理論解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力。三、課程教學(xué)基本要求1、了解典型光電器件的原理和特點(diǎn)。2、了解光電傳感電路的設(shè)計(jì)，能設(shè)計(jì)和調(diào)試簡(jiǎn)單的光電檢測(cè)電路。3、掌握常用光電器件的性能，使用要點(diǎn)和選用原則。4、掌握常用光電信號(hào)變換方法，能對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題獨(dú)立的提出采用光電方法的 技術(shù)方案或?qū)σ延泄怆娤到y(tǒng)進(jìn)行分析。四、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配章教學(xué)內(nèi)容理論教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配作業(yè) 題量備注講授習(xí)題課外小計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)1光電系統(tǒng)的常用光源88442光輻射調(diào)制66323光輻射探測(cè)器1818864光電成像器件1010445平板顯示器件661合計(jì)48482016五、課程教學(xué)基本內(nèi)容（一）光電

3、系統(tǒng)的常用光源 （8 學(xué)時(shí)） 教學(xué)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(shù)中常用光源簡(jiǎn)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(jiàn)光源的選擇方法。重點(diǎn)：光源的基本特性參數(shù)難點(diǎn) ：光輻射（二）光輻射的調(diào)制（ 6 學(xué)時(shí)） 教學(xué)內(nèi)容 ：1機(jī)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(jié)構(gòu) 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(shí)現(xiàn)方法和特點(diǎn)及應(yīng)用；（ 2）熟練掌握光束掃描的原理，包括機(jī)械掃描、聲

4、光掃描、電光掃描的原理和 實(shí)現(xiàn)方法和器件結(jié)構(gòu)； 重點(diǎn) ：機(jī)械調(diào)制 電光調(diào)制難點(diǎn)： 聲光調(diào)制（三）光幅探測(cè)器（ 10 學(xué)時(shí)） 教學(xué)內(nèi)容 ：1光幅探測(cè)器的理論基礎(chǔ)2光熱探測(cè)器3光電探測(cè)器 基本要求：1了解光熱效應(yīng)2理解光電效應(yīng) 掌握光電二極管，光電池，光電三極管等常見(jiàn)光電元件的工作原理與特性 重點(diǎn)： 光電二極管，光電池工作原理 難點(diǎn)： 光幅探測(cè)理論基礎(chǔ)（四）光電成像器件（ 18 學(xué)時(shí)） 教學(xué)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(diǎn)：CCD 工作原理 難點(diǎn)：電荷耦合器工作原理（五）平板顯示器件（

5、 6 學(xué)時(shí)） 教學(xué)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(diǎn)： LED 顯示器工作原理 難點(diǎn)： 等離子顯示器工作原理六、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定 考核方式 ：考查 考試用時(shí) ： 90 分鐘 成績(jī)?cè)u(píng)定 ：本課程成績(jī)構(gòu)成比例為：期末考試成績(jī)占總成績(jī)的 70%，平時(shí)成 績(jī)占總成績(jī)的 30%；平時(shí)成績(jī)的構(gòu)成及比例為：考勤占 70%，作業(yè)占 30%。期末總評(píng)成績(jī)（平時(shí)成績(jī) 30%）+ （期末成績(jī) 70%）。補(bǔ)考方法 ： 總評(píng)成績(jī)低于 60分的學(xué)生，須參加學(xué)院統(tǒng)一組織的補(bǔ)考。 補(bǔ)考總成績(jī)（平時(shí)成績(jī)

6、30 %）+ （補(bǔ)考成績(jī) 70%）。七、教材與主要參考書(shū)目教 材：張永林光電子技術(shù)（第一版） 北京：高等教育出版社， 2010 7參考書(shū) ：1 劉陣玉主編，光電技術(shù)，北京理工大學(xué)出版社， 1999八、大綱編寫(xiě)必要的說(shuō)明本大綱系根據(jù)教學(xué)計(jì)劃中所規(guī)定的業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標(biāo)、 就業(yè)方向與業(yè)務(wù)培養(yǎng)要求 編制而成的，由郝玉良編制，經(jīng)系教學(xué)指導(dǎo)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(xué)主任簽字： 制訂日期： 年 月 日光電技術(shù)與器件實(shí)驗(yàn)大綱一、課程的基本信息課程編號(hào)： 實(shí)驗(yàn)類型：課內(nèi)實(shí)驗(yàn) 學(xué) 時(shí)： 64學(xué) 分： 3開(kāi)課單位： 光電與機(jī)電工程系適用專業(yè)：測(cè)控技術(shù)先修課程：工程光學(xué)、物理光學(xué)、

7、電路基礎(chǔ)二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的與基本要求1、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的： 使學(xué)生對(duì)常用的光電器件有更深入的理解與操作2、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求： 需要預(yù)先預(yù)習(xí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)控制平臺(tái)有一定的了解，方可進(jìn)行試驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配一）實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)分配序 號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)類別實(shí)驗(yàn)性質(zhì)學(xué)時(shí)人/組驗(yàn)證綜合設(shè)計(jì)必做選做1光敏二極管、三極管特性參數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證必做222光敏電阻特性參數(shù)測(cè)量及暗光街燈實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證必做223光電耦合器特性測(cè)試與控制開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證必做224PSD特性參數(shù)測(cè)量與微振動(dòng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證必做225硅光電池特性測(cè)量與測(cè)光、測(cè)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證必做226光電斷續(xù)器斬光頻率測(cè)量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證必做227光柵衍射周期測(cè)定與測(cè)定波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)

8、證必做228紅外光電接近開(kāi)關(guān)與遙控 LED彩燈實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證必做22合計(jì)840（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)一：光敏二極管、三極管特性參數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)（ 2 學(xué)時(shí)） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?：1）了解紅外發(fā)光二極管（紅外 LED ）的發(fā)光特性；2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)測(cè)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(cè)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)改變環(huán)境光照強(qiáng)度和反偏電壓，測(cè)定通過(guò)光敏二極管的光 電流大小，從而獲得其在不同光照強(qiáng)度和不同反偏電壓下的光電特性及伏安特 性，得到相應(yīng)的關(guān)系曲線。主要實(shí)驗(yàn)儀器與器材 ：光電傳感綜合實(shí)驗(yàn)儀 YL 系列所在實(shí)驗(yàn)室： 光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)二

9、：光敏電阻特性參數(shù)測(cè)量及暗光街燈實(shí)驗(yàn)（ 2 學(xué)時(shí)） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?：1）掌握光敏電阻的伏安特性及其隨光照強(qiáng)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(yīng)用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ：利用光敏電阻的電阻變化特性， 將之作為街燈自動(dòng)點(diǎn)亮與熄滅的傳感器件。 主要實(shí)驗(yàn)儀器與器材 ：光電傳感綜合實(shí)驗(yàn)儀 YL 系列所在實(shí)驗(yàn)室： 光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)三：光電耦合器特性測(cè)試與控制開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)（ 2 學(xué)時(shí)） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?：1）了解由紅外發(fā)射管接收管構(gòu)成的光電耦合器的工作原理和特性；2）測(cè)定并掌握光電耦合器特的伏安特性。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ： 利用光電耦合器的性能，將之作為光電控制開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的傳感器件，以實(shí)現(xiàn) 電氣上絕緣的光耦

10、式繼電控制。主要實(shí)驗(yàn)儀器與器材 ：光電傳感綜合實(shí)驗(yàn)儀 YL 系列 雙蹤示波器 XJ4318所在實(shí)驗(yàn)室： 光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)四： PSD特性參數(shù)測(cè)量與微振動(dòng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)（ 2 學(xué)時(shí)） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?：1）了解光電位置敏感元件（ PSD）的原理；2）測(cè)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(cè)量微振動(dòng)的原理與方法。3）了解 PSD 的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ：1）測(cè)定光耦的接收器的伏安特性； 2）實(shí)現(xiàn)電氣上絕緣的光耦式繼電控制 主要實(shí)驗(yàn)儀器與器材 ：光電傳感綜合實(shí)驗(yàn)儀 YL 系列雙蹤示波器 XJ4318所在實(shí)驗(yàn)室： 光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)五：硅光電池特性測(cè)量與測(cè)光、測(cè)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)

11、（ 2 學(xué)時(shí)） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?：1）了解硅光電池的工作原理，掌握硅光電池的短路電流、開(kāi)路電壓 等特性及其隨光強(qiáng)而變化的規(guī)律掌握其在環(huán)境光亮度測(cè)量中的 應(yīng)用；2）進(jìn)一步了解和掌握硅光電池的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性及其應(yīng)用。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ： 硅光電池的光電特性測(cè)量、硅光電池測(cè)光和轉(zhuǎn)速的測(cè)定。 主要實(shí)驗(yàn)儀器與器材 ： 光電傳感綜合實(shí)驗(yàn)儀 YL 系列雙蹤示波器 XJ4318 所在實(shí)驗(yàn)室： 光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)六：光電斷續(xù)器斬光頻率測(cè)量實(shí)驗(yàn)（ 2 學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?：1）了解由紅外 LED光敏管構(gòu)成的光電斷續(xù)器的特性， 測(cè)量和掌握不同照 度下其中的光敏管的光電特性，測(cè)量和掌握不同照度下光敏管的伏安特性2）學(xué)習(xí)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(cè)量 系統(tǒng)的工作原理及應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ：用斬光片將紅外光周期性斬?cái)?，則光敏管將輸出同頻率的周期性光電流信 號(hào)。將光電流信號(hào)放大，即可測(cè)得其頻率，推算出斬光頻率或電機(jī)轉(zhuǎn)速。主要實(shí)驗(yàn)儀器與器材 ：光電傳感綜合實(shí)驗(yàn)儀 YL 系列 雙蹤示波器 XJ4318 所在實(shí)驗(yàn)室： 光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)七：光柵衍射周期測(cè)定與測(cè)定波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)（ 2 學(xué)時(shí)） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?：1）觀察激光照射時(shí)光柵的衍射特性； 2）掌握光柵距的測(cè)定方法；3）用衍射的方法會(huì)測(cè)定激光波長(zhǎng)，掌握激光波長(zhǎng)的測(cè)定方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ： 1）觀察分析激光衍射光斑的大小、 分布及強(qiáng)度的變化規(guī)律； 2）光柵距

13、的測(cè)量；3）衍射法激光波長(zhǎng)的測(cè)定方法。主要實(shí)驗(yàn)儀器與器材 ：光電傳感綜合實(shí)驗(yàn)儀 YL 系列雙蹤示波器 XJ4318所在實(shí)驗(yàn)室： 光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)八：紅外光電接近開(kāi)關(guān)與遙控 LED彩燈實(shí)驗(yàn)（ 2 學(xué)時(shí)） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?：1）在光敏二極管光電特性和伏安特性測(cè)定的基礎(chǔ)上， 學(xué)習(xí)掌握由 “紅 外發(fā)光二極管紅外光敏二極管對(duì)”組成的紅外光電接近開(kāi)關(guān)的原理及其應(yīng) 用。2） 進(jìn)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(duì)”構(gòu)成的紅外遙控系統(tǒng)的原理及應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ：1）紅外光電接近開(kāi)關(guān)； 2）紅外遙控 LED 彩燈主要實(shí)驗(yàn)儀器與器材 ： 光電傳感綜合實(shí)驗(yàn)儀 YL 系列 所在實(shí)驗(yàn)室： 光電

14、技術(shù)實(shí)驗(yàn)室四、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定一）、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)：考核性質(zhì)：考查課， 百分制成績(jī)?cè)u(píng)定辦法 ：每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按四個(gè)方面考核，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)（占 15%）、實(shí)驗(yàn) 操作（占 55%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（占 20%），實(shí)驗(yàn)紀(jì)律（占 10%）。期末總評(píng)成績(jī)?yōu)楦鲗?shí)驗(yàn)項(xiàng)目的分?jǐn)?shù)按照課時(shí)進(jìn)行加權(quán)平均。其中： 預(yù)習(xí)成績(jī)：上課鈴響之后，實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)室中巡視，檢查學(xué)生的預(yù)習(xí) 報(bào)告，并當(dāng)場(chǎng)給出預(yù)習(xí)分?jǐn)?shù)，如有學(xué)生遲到，則酌情扣分；若遲到超過(guò) 20 分鐘， 則取消其本次實(shí)驗(yàn)資格。 操作成績(jī)：教師講課結(jié)束后在實(shí)驗(yàn)室中巡回指導(dǎo)， 考核 學(xué)生的操作情況， 對(duì)思維敏捷、操作靈巧、有創(chuàng)造性的， 獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)全過(guò)程的學(xué)生，則給出較好 的 操作分?jǐn)?shù)；

15、 而對(duì)于操作不認(rèn)真，抄襲別人數(shù)據(jù)的學(xué)生則酌情扣分。 報(bào)告成績(jī)：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，批改學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，給出實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)；實(shí) 驗(yàn)報(bào)告的關(guān)注點(diǎn)包括 實(shí)驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的分析 及處理、回答預(yù)習(xí)思考題， 實(shí)驗(yàn)總結(jié)等。要求 書(shū)寫(xiě)整潔、文字符號(hào)規(guī)范等。（4）實(shí)驗(yàn)紀(jì)律：考核學(xué)生的出勤率、對(duì)儀器設(shè)備的愛(ài)護(hù)、對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境衛(wèi)生 的維護(hù)等。補(bǔ)考辦法：總評(píng)成績(jī)不及格的學(xué)生， 必須重修實(shí)驗(yàn)課， 可以下一年在教務(wù)系 統(tǒng)中自行選課，然后自選時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)（跟隨下一年級(jí)的學(xué)生） ，并將實(shí) 驗(yàn)報(bào)告交給指導(dǎo)老師。重修所有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之后能夠而且僅能夠獲得及格的成績(jī)。二）、獨(dú)立設(shè)課實(shí)驗(yàn)考核性質(zhì)：考查課， 百分制成績(jī)?cè)u(píng)定 ：學(xué)生期末實(shí)驗(yàn)總成績(jī) =平時(shí)成績(jī)（ 60%） +期末卷面成績(jī)（ 40%）； 其中：平時(shí)成績(jī)由做過(guò)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目決定， 每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按四個(gè)方面考核， 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)（占 15%）、實(shí)驗(yàn)操作（占 55%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（占 20%），實(shí)驗(yàn)紀(jì)律（占 10%）。對(duì)各實(shí)驗(yàn) 項(xiàng)目的分?jǐn)?shù)進(jìn)行加權(quán)平均，即為平時(shí)成績(jī)。期末卷面考試采取閉卷考試形式， 由所做過(guò)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中， 選擇幾項(xiàng)難易程 度相似的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，由學(xué)生采取隨機(jī)抽簽的方式進(jìn)行考試。補(bǔ)考方法 ：本實(shí)驗(yàn)課原則上不安排補(bǔ)考，曠課一次，最高成績(jī)只能為及格， 曠課兩次， 最高