光电技术与实验
光电技术实验指导
图 1.1-2
3）观测发光二极管经光栅分光后的光谱分布 如果将白色平行光源换成发蓝光或发红光的平行光源，观察此时像屏上色带变化。分
析并记录彩色条纹的颜色和位置的变化，说明位置变化的原因。通过该实验要充分认识 LED 光源的光谱分布特性以及光谱谱线位置与波长相关的概念，为学习 MXY8301 LED/LD 光谱分布测试仪做技术准备。
中插入可调宽度的狭缝，使白色平行光通过狭缝形成一条很窄的白光带。再将分光棱镜安
装在狭缝的后面，使得从狭缝出射的
窄带白光以一定的入射角度投射到分
光棱镜的一个工作面上，旋转分光棱
镜的角度，改变白光的入射角，彩色
条形光带从棱镜的另一个工作面发射
出去，将像屏安装在棱镜的后面，移
动像屏位置，观察窄带白光被分成彩
4. 关机与结束
1 将所测的数据及实验结果保存好，分析实验结果的合理性，如不合理，则应重新 补作上述实验；若合理，可以进行关机；
2 将光电平台的电源关掉，再将所用的配件放回配件箱； 3 将实验所用器材收拾好，再请指导教师检查，批准后离开实验室。
4
实验 1.2 光度辐射度参数的测量
1. 实验目的
对光电平台上所用光源发出光进行照度测量的实验。学习光本性的基本常识，掌握光 电平台所用光源的发光特性；通过对光源照度的调节与测量，熟悉进行光电实验过程中所 用数字仪表使用方法，为后面实验做技术准备。
测量亮电阻需将光敏电阻的供电电压由“可调电压”改为“+12V”，并将 LED 光源的 供电电路部分接好即可。具体连接方法如下：
将平台左下角的“+5V” 插到 51Ω电阻的一端，电阻的另一端与 1kΩ电位器中间头 （滑动端）相连，然后将 LED 光源装置的红色插头插入 1kΩ电位器的定端，将 LED 光源 的黑色插头插入 20mA 电流表的“+”极连接，将电流表的“－”极和平台的“GND 端相 连，构成如图 1.3-5 所示的供电电路。
光电技术实验
光电技术实验实验报告目录一、光源与光辐射度参数的测量（必做） (3)二、PWM调光控实验 (5)三、LED色温控制实验 (8)四、光敏电阻伏安特性实验 (11)五、线阵CCD驱动电路及特性测试（必做） (13)六、相关器的研究及其主要参数的测量（必做） (15)七、多点信号平均器（必做） (19)八、考试内容 (23)实验一 光源与光度辐射度参数的测量一、实验目的1.熟悉进行光电实验过程中所用数字仪表使用方法2.了解LED 发光二极管3.研究影响LED 光照度的参数二、实验仪器光电综合实验平台主机系统 1 台、发白光的 LED 平行光源（远心照明光源）及其夹持装置各 1 个三、实验原理(1)LED 发光原理：LED 发光二极管为 PN 结在正向偏置下发光的特性。
有些材料构成的 PN 结在正向电场的作用下，电子与空穴在扩散过程中要产生复合。
复合过程中电子从高能级的“导带”跌落至低能级的“价带”， 电子在跌落过程中若以辐射的形式释放出多余的能量，则将产生发光或发辐射的现象。
并且，可以通过控制电流来控制（或调整）发光二极管的亮度，即可以通过改变发光管的电流改变投射到探测器表面上的照度，这就是 LED 光源具有的易调整性。
(2)光度参数与辐射度参数：光源发出的光或物体反射光的能量计算通常是用“通量”、“强度”、“出射度”和“亮度”等参数，而对于探测器而言，常用“照度”参数。
辐照度或光照度均为单位探测器表面所接收的辐射通量或光通量。
即)/(2m W SeEe φ=或 )(lx SvEv φ=式中S 为探测器面积。
(3)点光源照度与发光强度的关系：各向同性的点光源发出的光所产生的照度与发光强度 I v 成正比，与方向角的余弦（COS φ）成正比，与距离光源的距离平方(l^2)成反比，即)(cos 2lx lIv Ev φ=四、实验内容(1)安装LED 发光装置与照度探测器装置，并在电路中接入电流表、限流电阻和可调电阻测量发光LED 的电流。
光电测量技术实验报告
一、实验目的1. 了解光电测量技术的基本原理和实验方法；2. 掌握光电传感器的工作原理和应用；3. 通过实验验证光电测量技术的实际应用效果。
二、实验原理光电测量技术是利用光电效应将光信号转换为电信号，通过测量电信号的大小来反映光信号的强度、位置、频率等物理量。
本实验采用光电传感器作为测量工具，通过实验验证光电测量技术的实际应用效果。
三、实验器材1. 光电传感器；2. 光源；3. 信号发生器；4. 电压表；5. 数据采集器；6. 实验台。
四、实验步骤1. 将光电传感器固定在实验台上，确保传感器与光源的位置和距离符合实验要求；2. 打开信号发生器，设置合适的频率和幅度；3. 将光电传感器输出端连接到数据采集器，数据采集器连接到电脑；4. 打开数据采集器软件，设置采样频率和采集时间；5. 打开光源，观察光电传感器输出端电压的变化；6. 记录电压随时间的变化数据；7. 关闭光源，重复步骤5和6，观察光电传感器输出端电压的变化；8. 对实验数据进行处理和分析。
五、实验结果与分析1. 实验结果显示，在光源照射下，光电传感器输出端电压随着光源强度的增加而增加，随着光源距离的增加而减小；2. 在关闭光源的情况下，光电传感器输出端电压基本稳定，说明光电传感器具有较好的抗干扰能力；3. 通过对实验数据的处理和分析，可以得出以下结论：（1）光电测量技术可以有效地将光信号转换为电信号，实现对光强度的测量；（2）光电传感器具有较好的抗干扰能力，可以应用于实际测量场合；（3）光电测量技术具有测量精度高、响应速度快、非接触等优点。
六、实验总结1. 本实验验证了光电测量技术的实际应用效果，掌握了光电传感器的工作原理和应用；2. 通过实验，了解了光电测量技术在光强度、位置、频率等物理量测量中的应用；3. 实验过程中，学会了使用光电传感器、信号发生器、数据采集器等实验器材，提高了实验操作技能。
七、实验展望1. 深入研究光电测量技术的原理和应用，探索其在更多领域的应用前景；2. 优化实验方案，提高实验精度和可靠性；3. 探索光电测量技术与人工智能、大数据等领域的结合，推动光电测量技术的发展。
《光电技术》实验报告1
光电检测技术实验报告班级：08050642学号：**********姓名：***实验一线阵CCD原理及驱动实验一、实验目的1、掌握本实验仪的基本操作和功能。
2、掌握用双踪迹示波器观测二相线阵CCD驱动脉冲的频率、幅度、周期和各路驱动脉冲之间的相位关系等的测量方法。
3、通过对典型线阵CCD驱动脉冲的时序和相位关系观测，掌握二相线阵CCD的基本工作原理，尤其是复位脉冲CCD输出电路中的作用；转移脉冲与驱动脉冲间的相位关系，掌握电荷转移的过程。
二、实验前准备内容1、学习线阵CCD的基本工作原理（参考《图像传感器应用技术》教材），阅读双踪迹示波器的使用说明书。
2、学习TCD2252D线阵CCD基本工作原理与驱动波形图（参考附录）。
3、掌握双踪迹示波器的基本操作方法，尤其是它的同步、幅度、频率、时间与相位的测量方法。
4、根据线阵CCD的基本工作原理，观测转移脉冲SH与F1（CR1）、F2（CR2）的相位关系，理解线阵CCD的并行转移过程。
观测F1与F2及F1与CP、SP、RS间的相位关系，理解线阵CCD的串行传输过程和复位脉冲RS的作用。
5、测量CCD在不同驱动频率的情况下的F1与F2、F1、RS的周期与频率值，以及它的行周期（FC）值。
三、实验所需仪器设备1、双踪迹同步示波器（带宽50MHz以上）一台。
2、彩色线阵CCD多功能实验仪YHLCCD－IV一台。
四、实验内容及步骤1．实验预备（1）首先将示波器地线与实验仪上的地线连接良好，并确认示波器和实验仪的电源插头均已插入交流220V的电源插座上；（2）取出双踪迹同步示波器，将电源线插入交流220V的电源插座上，测试笔（或称探头）分别接入测试输入端口；打开示波器的电源开关，选择自动测试方式，调整显示屏上出现的扫描线处于便于观察的位置；（3）将示波器的两个测试笔分别接到示波器的标准输出信号输入端子上进行校准；（4）打开YHLCCD－IV的电源开关，观察仪器面板显示窗口，数字闪烁表示仪器初始化，闪烁结束后显示为“00 0”字样，前两位数表示积分时间档次值，末位数表示CCD的驱动频率档位值。
光电技术实验
光电技术实验实验一光敏电阻的特性和基本应用一、实验目的1.掌握光敏电阻的检测方法2、掌握光敏电阻的阻值随光照而变化的特性3、掌握光敏电阻的应用二、实验仪器1、万用表2、.MG42-20A型光敏电阻1只；GD55-2型发光二极管1只；一号干电池2~4节（附电池盒）；单刀开关1只；导线若干3、三、实验内容1、光敏电阻好坏的检测2、观察光敏电阻的阻值随光照而变化的特性3、光敏电阻的应用：光控自动照明灯四、预习内容1、发光二极管有什么特点？2、光敏电阻的特性如何？五、实验步骤1、观察光敏电阻的阻值随光照而变化的特性（1）、按图1所示接好电路，检测无误之后图1 图2a、接通开关，用光照射光敏电阻，发光二极管发光。
测出此时的电流b、接通开关，用不透明物体挡住光对光敏电阻的照射，这时发光二极管不发光。
测出此时的电流表1（2）、按图2所示接好电路后a．将万用表选择开关置于电阻挡的适当倍率上．b．把光敏电阻受光面置于有光线照射到的地方，观察表指示的阻值，在表1中，记下这时光敏电阻处于较亮地方时，表指示的阻值．c．将手张开放在光敏电阻的上方，挡住部分光线，观察光敏电阻阻值的变化，上下移动手掌，使光敏电阻感受到光线稍暗、较暗、最暗等几种情况，并分别记下这几种情况下电表对应的阻值在表2中．表22、光敏电阻的应用1：光控自动照明灯高层住宅的楼梯间及公共走道等需要照明的地方,如采用光控自动照明灯就能实现夜灯自动点亮,白天灯又能自动熄灭,而无需专人管理,并且节约电能。
图3(1)R为5MΩ时观察灯泡的起亮点(2)R为7.5MΩ时观察灯泡的起亮点这说明了什么问题？.光敏电阻的应用2：天明报警装置的设计自行设计电路完成六、总结报告要求七、思考题：1、光敏电阻的阻值随光照亮度的增大是怎样变化的？为什么？2、分析图3的工作原理。
并指出R在此电路中的作用。
实验二光电耦合电路设计一、实验目的掌握含有光电耦器的电路的设计二、实验仪器1、万用表、镊子、直流电流（+5V、+12V、-12V）2、. 运放TL084 1片；光耦器件TLP521-4 1片；光耦器件6N136；10KΩ电阻 7个；5KΩ可调电位器 2个；100Ω电阻 2个导线若干3.3KΩ电阻 1个；15pF电容 1个3、信号发生器、示波器三、实验内容1、用TLP521-2完成模拟信号的隔离2、用6N136完成模拟信号的隔离四、预习内容1、光耦合器件有什么特点？2、TLP521-4、6N136、TL084的技术手册。
光电技术与实验习题试卷答案复习资料
光电技术与实验习题试卷答案复习资料第⼀章光辐射与光1.光电系统⼯作的电磁波波段，主动光电系统，被动光电系统光电系统⼯作的光波段（电磁波）可见光：0.38µm~0.78µm .(0.4µm~0.76µm )红外： 0.76µm~1000µm紫外：0.001 µm ~0.4µm光电系统（仪器）主动光电系统和被动光电系统。
使⽤⾃然光源的组成被动光电系统；使⽤⼈造光源的组成主动光电系统。
2、辐射度学量（辐射度单位体系）⽤能量描述光辐射能的客观物理量光度学量（光度单位体系）具有标准视觉特性的⼈眼对光辐射能的度量，具有主观性对于单⾊光： 3、维恩位移定律光谱匹配、和选探测器结合起来考虑4、已知照度，求光源的光辐射通量，或光源消耗的电功率（34页习题10）17页公式（1.3-1）和（1.3-2）5、求光源的光谱功率分布与⾊温、分布温度、相关⾊温的关系第⼆～六章光电探测器概述1、光⼦探测器与热探测器的主要区别:光电效应与热效应，对光谱响应有⽆选择性，响应的快慢哪些是光⼦探测器，哪些是热探测器？2、光⼦探测器：外光电效应内光电效应：光电导效应？代表探测器光⽣伏特效应？代表探测器3、长波限的计算：37页内光电效应公式（2.1－1）（2.1－2）（2.1－3）69页外光电效应公式（3.2—3）（3.2－4）表2－1，表2－24、光⼦探测器哪些具有内增益，哪些没有内增益。
5、光伏探测器有哪⼏种⼯作模式？⽤于信号检测有哪⼏种⼯作模式，该模式对应的伏安特性在第⼏象限，画出相应模式下的偏置电路，并标出光电流（光电动势）⽅向，负载电阻的数值⼤⼩如何选择。
光电池模式下有哪两种⽤途，负载电阻的数值⼤⼩如何选择。
6、根据伏安特性设计负载电阻，7、为什么PIN 光电⼆极管⽐PN 结光电⼆极管的频率响应要⾼？8、热探测器：热释电效应? 热释电探测器的频率特性9、由热释电探测器的频率特性怎样求热、电时间常数?170页习题210、光敏电阻和热敏电阻的区别？11、选择探测器时应考虑的主要因素有哪些？12、光电探测器的性能参数NEP 和D*的⽤途、关系? 46页公式(2.2-14)13、光电探测器响应度、灵敏度? 44页公式(2.2-1～4)14、光电探测器量⼦效率的的定义，量⼦效率与电流响应度、灵敏度之间的关系 47页公式(2.2-18)15、光电探测器的噪声有哪些，哪些可以消除，哪些不能消除第⼋章光辐射的调制调幅信号和调频信号的区别，其带宽特点（⽤某⼀频率的正弦信号对⾼频载波进⾏调制） ()()()X K X V V m e λλλ=I I R P =e e I P P h h c ηληυ==(,)0eb m M T λλ?=?()2897.8K m T m λµ=?调幅信号的频谱为调频波的频谱是由载频ω0和⽆数对边频ω0±n Ω（n=1、2、3…）组成，因此调频波占⽤频带较宽。
光电技术与实验答案
光电技术与实验答案【篇一：光电技术复习资料】求该表面的光出射度和光亮度（假定该表面为朗伯辐射体）。
（lv?位表面反射的光通量为divdscos?）解：设受光表面光谱反射率相同，则每单?反???入?0.6?100?60lm/m2这也就是该表面的光出射度mv。
对朗伯辐射体，其光亮度lv与方向无关，沿任意方向（与法线方向成?角）的发光强度i?与法线方向发光强度i0之间的关系为i??i0cos? 每单位面积辐射出的光通量除以?即为其光亮度：lv?divdscos??div0dss?1??v??603.14?19.1 cd/m2srd?vd??/2附：朗伯体法向发光强度i0与光通量?v的关系由定义，发光强度i?，所以在立体角d?内的2?光通量：d?v?id??i0cos?sin?d?d?在半球面内的光通量 ?v??icos?sin?d??d???i02、计算电子占据比ef高2kt、10kt的能级的几率和空穴占据比ef低2kt、10kt能级的几率。
解：能量为e的能级被电子占据的概率为fn(e)?11?exp(e?efkt)e比ef高2kt时，电子占据比：fe?11?exp(2ktkt)?11?e2?0.1192e比eff?高10kt时，电子占据比：efp?11?e10?4.54?10?)11?e2?511?exp(ef?ekte比ef低2kt时，空穴占据比：?0.1192f?e比ef低10kt时，空穴占据比：p11?e10?4.54?10?53、设n－si中ni?1.5?1010cm?3，掺杂浓度nd?1016cm?3，少子寿命??10?s。
如果由于外界作用，少子浓度p＝0（加大反向偏压时的pn结附近就是这种情况），问这时电子一空穴的产生率是多少？（复合率r??p?20，当复合率为负值时即为产生率）解：在本征硅中，inpi?n?2.25?10p?ni22i，在n型硅中，少子浓度：20nd?2.25?101?1016?2.25?104产生率为： r`=?r???p??2.25?1010?10?64?2.25?1094、一块半导体样品，时间常数为??0.1?s，在弱光照下停止光照0.2?s后，光电子浓度衰减为原来的多少倍？解：ne(t)?n(0)e?t?ne(t)ne(0)?e?2?0.13545、一块半导体样品，本征浓度ni?1.5?1010cm?3，n区掺杂浓度nd?1017cm?3，p区掺杂浓度na?7?1014cm?3，求pn结的接触电势差ud（室温下，解：在p-n结处，接触电势差ktq。
光电技术实验感想与收获
光电技术实验感想与收获摘要：一、引言二、光电技术实验基本原理与流程三、实验感想与收获四、总结与建议正文：作为一名热衷于光电技术研究的学生，我有幸参加了光电技术实验。
通过这次实验，我对光电效应、光的传播和光电器件的原理及应用有了更深入的了解。
以下是我在实验中的感想与收获。
一、引言光电技术作为一种重要的现代技术，广泛应用于各个领域。
通过课堂学习，我对光电效应、光的传播和光电器件的原理及应用有了基本的了解。
然而，理论知识始终无法替代实践操作，为了更好地掌握光电技术，我积极报名参加了这次实验。
二、光电技术实验基本原理与流程实验过程中，我们首先学习了光电效应的基本原理。
光电效应是指光子与金属表面电子相互作用，使电子从金属表面逸出的现象。
实验中，我们使用光电管、光源、电阻和电容器等器材，观察光电效应的现象，并测量光电流与光强之间的关系。
接下来，我们学习了光的传播原理，包括光的直线传播、光的折射和反射等。
通过实际操作，我们了解了光纤的传输特性，并掌握了光纤通信的基本原理。
此外，我们还了解了光电传感器的工作原理，并学会了如何根据实际需求选择合适的传感器。
三、实验感想与收获通过这次实验，我对光电技术有了更加深入的了解。
实验过程中，我发现理论知识与实际操作之间存在很大差异。
在课堂上，我曾认为自己对光电技术已有一定认识，但实际操作时，许多细节问题让我感到困惑。
实验使我意识到，理论知识的重要性不容忽视，只有扎实的理论基础，才能在实际操作中游刃有余。
此外，实验还培养了我的动手能力和团队协作精神。
在实验过程中，我们需要相互配合，共同完成各项任务。
这不仅锻炼了我们的沟通能力，还提高了我们的团队协作能力。
四、总结与建议总之，这次光电技术实验让我受益匪浅。
为了更好地掌握光电技术，我建议同学们在课后多进行实践操作，将理论知识与实际应用相结合。
同时，我们要注重团队协作，共同进步。
最后，希望学校能加大实验教学的投入，为我们提供更好的实验条件。
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《光电技术》课程是光电信息科学与工程类专业(包括光信息科学与技术、电子信息科学与技术、电子科学与技术、信息工程、测控技术与仪器、光电信息工程和应用物理学)的专业基础必修课。
是一门以光电子学为基础，将光学技术、现代微电子技术、精密机械及计算机技术紧密结合，成为获取光信息或借助光提取其他信息的重要手段。
对培养光电信息科学与工程类人才的基本工程技术能力非常重要。
它将电子学中的许多基本概念与技术移植到光频段，解决光电信息系统中的工程技术问题。
这一先进技术使人类能更有效地扩展自身的视觉能力，使视觉的长波延伸到亚毫米波，短波延伸紫外、X射线、射线，乃至高能粒子，并可在飞秒级记录超快现象的变化过程。
光电技术在现代科技、经济、军事、文化、医学等领域发挥着极其重要的作用，以此为支撑的光电子产业是当今世界争相发展的支柱产业，是竞争激烈、发展最快的信息技术产业的主力军。
光电技术迅速发展，半导体激光器、上千万像素的CCD与CMOS固体图像传感器、PIN与APD光电二级管及液晶显示等在工业与民用领域随处可见，热成像技术也已广泛应用于军事和工业领域。
光电技术不断渗透到国民经济的各个方面，成为信息社会的支撑技术之一。
该课程以基本物理理论为基础，讲解光电器件的工作原理及特性，使学生掌握应用这些光电器件的方法。
在光电变换与信号处理中，以光电器件的应用为主导，课堂讲解与辅助作业相结合的形式，引导学生应用光电器件来解决光电变换与信号处理问题，使学生能够把握光电技术的总体框架，有兴趣、有信心地投入到创新活动实践中，培养学生独立思考的习惯和解决实际工程问题的能力。
在教育部高等学校光电信息科学与工程类专业指导性专业规范中，《光电技术与实验》是该类专业的专业基础必修课。
因此，我校光信息科学与技术、电子信息科学与技术及电子科学与技术等专业自2000年起开设了《光电技术》课程并延续至今。
我院的光信息科学与技术、电子信息科学与技术两个专业都开设了光电技术课程，内容主要是光电器件和红外，但在理论深度和范围上有所区别，光信息科学与技术专业由于开设了光学、半导体光电子学等课程，有良好的基础，因为课程的理论深度更深，涉及的光电技术领域也更广。
此外，对于光信科和电信科两个专业，讲授内容方面各有侧重，对光信息专业，在光电器件方面讲授的内容多一些。
为适应新世纪人才培养，2004年学校对本科教学计划进行了较大的调整，为了适应新的改革形势，保证教学质量，我院将光电信息科学类课程整合作为一个重要教研项目进行立项研究，这次调整强调了光电技术课程的重要性，在“厚基础、宽口径”的培养战略指导下，搭建起以光电技术为核心的光信息平台，作为光信息科学与技术专业的专业必修课。
光电技术课程理论课学时调整到40学时，实验部分单独设课，加强到24学时，强化了综合实验的内容，强调基本技能训练和学生综合能力的培养，并使学生的创新意识和动手能力得到训练和加强。
同时为适应课程的改革需要，光电技术课程组自编了《光电信息技术实验》和《光电技术》部分讲义，实验教材中突出了与信息学科相关的光电技术知识以及光电器件在信息技术中的应用知识。
目前光电信息技术实验作为开放性实验面向全校供相关专业选修。
近10年来，伴随着专业建设和发展，光电技术课程已发展成为拥有一支素质良好、勇于创新的教师队伍，先进的教学体系、教学方法和教学手段的重要基础课程，光电技术课程建设和发展将为培养面向二十一世纪的新型复合型人才做出更大的贡献。