光电仪器设计技术基础教学大纲.doc
《光电仪器设计》实验教学大纲
《光电仪器设计》实验教学大纲《光电仪器设计》实验教学大纲一、课程的基本信息课程编号：01210112 课程性质：专业课学时： 8 学分：0.5开课单位：光电与机械工程系适用专业：光电信息工程先修课程：机械制图、机械原理、公差与技术测量、传感器技术二、实验教学目的与基本要求1、实验教学的目的：通过本实验，使学生得到光电仪器设计的基本训练。
能够利用AutoCAD软件绘制出光学系统的光路图、光电仪器装配图、光学零件图及仪器的机械零件图。
掌握光电仪器设计中光学镜头设计的全过程。
2、实验教学的基本要求：通过本实验，学生应基本掌握光电仪器设计中光学镜头设计的基本方法。
掌握绘制光学系统图的基本规则、光学零件图的基本格式、光学镜头机械设计的步骤、方法及从装配图拆绘机械零件图的方法与技巧。
三、实验课程教学内容和学时分配（一）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 光学系统光路图的绘制√√2 42 光学系统光学零件图的绘制√√ 2 43 光学镜头装配图的设计√√ 2 44 光学镜头机械零的设计√√ 2 45 精密位移量测量实验√√ 2 46 巴俾特原理及细丝直径测量实验√√ 2 4合计 4 2 4 2 12 24 （二）实验内容实验一：光学系统光路图的绘制实验目的和要求：利用AutoCAD软件绘制出光学系统的光路图实验内容：1、看懂光学系统数据的意义。
分辨出其中各个光学零件的形状、朝向及Ｒ、Ｄ数据。
2、找出每个零件之间的位置关系，尤其象面的位置和光栏位置。
3、严格按比例绘出光路图，并标注出关键尺寸。
4、按制图标准填写技术要求及标题栏主要实验仪器与器材：电脑，AutoCAD软件所在实验室：安装AutoCAD软件的机房。
实验二：光学系统光学零件图的绘制实验目的和要求：利用AutoCAD软件绘制出光学系统的光学零件图实验内容：1、根据光路图拆出并绘制出光学零件图。
并填写必要的技术要求。
光学仪器设计与控制技术 教学大纲
光学仪器设计与控制技术教学大纲1. 课程简介- 介绍光学仪器设计与控制技术的基础知识和应用领域。
- 探讨光学仪器设计和控制理论与方法的发展历程。
2. 预备知识- 光学基础知识（如光的本质、光的传播、光的干涉与衍射等）。
- 大学物理和数学基础知识。
- 控制理论和方法的基础知识。
3. 光学仪器设计- 光学仪器的分类和基本原理。
- 光学元件选择和组合。
- 光学仪器的成像理论和设计方法。
- 光学仪器的光路设计和光学系统优化。
4. 光学仪器控制- 光学仪器的机械结构设计和控制。
- 光学仪器的自动对准和稳定控制。
- 光学仪器的数据采集和信号处理。
- 光学仪器的远程控制和网络化。
5. 实验和实践- 光学仪器设计案例分析。
- 光学仪器控制软件和硬件的实际应用。
- 光学仪器设计和控制实验。
6. 评估和考核- 平时作业和实验报告（占总成绩的50%）。
- 期中考试（占总成绩的30%）。
- 期末考试（占总成绩的20%）。
7. 参考教材- 《光学设计基础》- 《光学设计与计算机辅助》- 《光学仪器设计与光电系统仿真》8. 课程要求- 通过课堂教学、实验和实践，学生应能掌握光学仪器设计和控制的基本理论和技术。
- 能够运用所学知识设计和控制简单的光学仪器。
- 具备独立解决光学仪器设计和控制问题的能力。
- 具备团队合作和沟通交流的能力。
9. 课程备注- 建议先修课程：光学基础、大学物理。
- 本课程为选修课程，适用于光学、物理、仪器等相关专业的本科生和研究生。
以上是《光学仪器设计与控制技术》的教学大纲。
本课程将培养学生在光学仪器设计和控制领域的基本理论与实际应用能力，并通过实践案例和实验，帮助学生提高问题解决能力和团队合作精神。
希望本课程能为学生在光学领域的发展和应用提供有力支持。
光电系统课程设计基础
光电系统课程设计基础一、教学目标本课程旨在通过光电系统的基础知识教学，使学生掌握光电效应的基本原理，了解光电系统的基本组成和工作原理。
通过学习，学生应能理解并应用光电效应的基本公式，分析并设计简单的光电系统。
此外，通过课程学习，培养学生对科学探究的兴趣，提高学生的实验操作能力和问题解决能力。
具体的教学目标包括：1.知识目标：学生能够理解光电效应的原理，掌握光电效应的基本公式和应用。
2.技能目标：学生能够运用光电效应的知识分析实际问题，设计并搭建简单的光电系统。
3.情感态度价值观目标：学生通过学习光电系统课程，培养对科学的热爱和探究精神，提高科学素养。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光电效应的基本原理、光电效应的基本公式及应用、光电系统的组成及工作原理。
具体包括以下几个部分：1.光电效应的基本原理：光的传播、光电效应的发现、光电效应的规律。
2.光电效应的基本公式及应用：爱因斯坦的光量子假设、光电效应方程、光电效应的应用。
3.光电系统的组成及工作原理：光源、光探测器、信号处理电路、光学元件。
4.光电系统的应用：太阳能电池、光电通信、光电传感器。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
包括：1.讲授法：通过讲解光电效应的基本原理和公式，使学生掌握光电系统的基础知识。
2.讨论法：通过分组讨论，引导学生深入理解光电系统的原理和应用。
3.案例分析法：通过分析具体的光电系统案例，使学生学会运用光电效应的知识解决实际问题。
4.实验法：通过动手实验，让学生直观地了解光电系统的工作原理，提高学生的实验操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：《光电系统基础》教材，为学生提供系统的光电系统知识。
2.参考书：提供相关的参考书籍，为学生提供更多的学习资料。
3.多媒体资料：制作光电系统相关动画和视频，帮助学生形象地理解光电效应的原理。
光电技术教学大纲
光电技术教学大纲一、课程简介本课程旨在引导学生深入了解光和电的相互作用原理，掌握光电技术的基本原理和应用，培养学生的创新思维和实践能力。
二、教学目标1.理解光电效应及其应用；2.掌握光电检测与测量技术；3.学会运用光电技术解决工程实际问题；4.具备对光电故障进行诊断和维修的能力；5.培养创新思维和实践能力。
三、教学内容第一讲：光电效应及其应用1.光电效应的基本原理；2.光电效应在太阳能应用中的作用；3.光电效应在光电检测中的应用；4.光电效应在数字存储领域的应用。
第二讲：光电检测与测量技术1.光电传感器的种类和原理；2.光电传感器的检测与测量方法；3.光电解调技术；4.光纤传感技术。
第三讲：光电技术在工程实践中的应用1.光电技术在制造业中的应用；2.光电技术在医疗卫生领域中的应用；3.光电技术在交通运输中的应用；4.光电技术在军事领域中的应用。
第四讲：光电故障诊断与维修1.光电故障的分类和特点；2.光电故障的诊断和排除方法；3.光电故障的维修技术。
第五讲：光电技术的创新与实践1.光电技术的前沿发展；2.光电技术的实践应用；3.光电技术的创新思维；4.光电技术的创新应用实践。
四、教学方法1.理论讲授；2.实验学习；3.课程设计；4.职业技能培训。
五、考核要求1.日常考核：50分；2.实验考核：20分；3.课程设计：20分；4.考试：10分。
六、参考教材1.《光电技术基础》；2.《现代光电技术》；3.《光电测量技术》；4.《DigiTech-光电技术实践教程》。
七、教学资料1.课件资料；2.相关实验文档；3.操作手册及实验器材清单；4.自主学习资料。
八、教学进度本课程共分为五次教学，每次教学分别对应一讲内容，具体安排如下：1.第一讲：光电效应及其应用；2.第二讲：光电检测与测量技术；3.第三讲：光电技术在工程实践中的应用；4.第四讲：光电故障诊断与维修；5.第五讲：光电技术的创新与实践。
九、教学评价本课程采用科学、客观的测评方法进行应用，重视对学生的日常表现和课程实践能力的考查。
《光电技术实验》教学大纲
《光电子技术实验》课程教学大纲课程代码：0807408005课程名称：光电子技术实验英文名称：Experiments of photoelectron technology学分：1 总学时：24适用对象：光电信息科学与工程专业学生先修课程：大学物理、高等数学一、教学目标与基本要求1、通过实验，加深对光电子技术基本理论知识的理解，熟练掌握光电子技术的基本测试原理、实验方法、实验思想、操作技能，实验结果分析，掌握实际光学系统的设计方法；2、熟悉并掌握常用光学仪器设备的使用方法；3、通过实践环节，培养学生运用基础理论知识，分析和解决光电子技术中实际问题的能力和创新能力。
二、基本理论与实验技术知识本实验课程是《光电子技术A》理论课程的配套课程，需要学生利用理论课涉及的光学基础知识、光与物质的相互作用、激光原理、光的电磁理论和波动光学、光波导理论、光调制、光的探测和显示和光无源器件知识完成相关的实验项目。
通过实验，使学生初步掌握光电子技术的全貌，学会光源的使用、光学系统的搭建，各光学元件间距测量及数据的处理工作。
三、实验方法、特点与基本要求学生在课前认真阅读实验教材和有关资料，实验中，学生应该根据实验项目的要求选择光学器件、搭建调平光学系统、观察到光学影像。
光学元件轴向测距应首先该元件的中心，横向测距应会使用光学测微仪相对测量。
认真作好实验报告，认真分析实验现象和实验数据，引出正确结论。
四、实验主要仪器设备光学导轨、起偏器、检偏器、λ/4 波片、He-Ne 激光器、光调制器, 光学导轨、起偏器、检偏器、λ/4 波片、He-Ne 激光器、光调制器, 光电综合应用实验箱、红外发射装置、光电接收装置、示波器、万用表, 光电信息实验平台，面阵CCD 光阑光栅菲涅耳片等五、实验项目的设置与内容提要六、实验报告要求按照指导教师要求撰写和提交实验报告和实验原始记录。
七、考核方式与成绩评定考核方式：检查预习笔记、实验结果及原始记录、批改实验报告。
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“光电检测技术”教学大纲课程编号：课程名称：光电检测技术OPTOELECTRIC MEASUREMENT TECHNOLOGY学时学分：40+4°/2.5先修课程：大学物理（光学与电磁学部分）一、课程教学目标本课程是“测控技术及仪器”专业本科必修专业课。
通过学习本课程，掌握实现光电检测的基本原理和基本方法，以达到使学生能够运用光电检测技术解决实际问题的目的。
二、教学内容及基本要求㈠教学内容1.光和光的传播特性及光调制原理（10学时）光和光的传播特性，光强度调制，光相位调制，光偏振调制，光频率调制，光波长调制.2.光电检测用光源（3学时）光的产生，发光二极管，激光光源，其它光源.3.光电探测器（6学时）光电探测器原理及特性，光电子发射器件，光电导探测器件，光伏探测器件，电荷耦合器件.4.光探测技术（3学时）光探测器件的偏置，光直接探测方法，光外差探测方法，弱光信号的探测.5.光强度调制检测系统（6学时）光电开关于光电转速计，莫尔条纹测长仪，激光测距仪，激光准直仪，反射型光纤位移计，视频图象测量，红外方位探测系统.6.光相位调制检测系统（6学时）光相位调制的检测，干涉测量技术，相位调制型光纤传感器，光衍射测量技术.7.光偏振调制检测系统（3学时）光偏振检测系统有关光学器件，光弹性效应测力计，光纤电流电压测试系统.8.光频率与波长调制检测系统（3学时）激光多普勒测速仪，双频激光测长仪，光电比色温度计，光电荧光计.㈡基本要求本课程重点在1、3、5-8章。
第1章中要求重点掌握好光强度调制、光相位调制、光偏振调制、光频率与波长调制原理。
第3章中要求重点掌握好各种光电探测器件的外特性。
第5-8章中要求重点掌握好光电检测系统的建立方法和光调制原理的应用。
其余各章只要求有所了解，一旦实际工作遇到可以深入自学。
三、教学安排及方式讲课实验习题讨论上机参观或观看录其它小计课课像光和光的传播特性及光调制原理1010光电检测用光源33光电探测器628光探测技术33光强度调制检测系统628光相位调制检测系统66光偏振调制检测系统33光频率与波长调制检测系统33总计40444实验内容：1.光电转速测量（2学时）D驱动信号调试与尺寸测量（2学时）四、考核方式期末闭卷考试五、参考教材1.<<光电检测技术>>,罗先和、张广军等，北京航空航天大学出版社，19952.<<光电技术>>,刘振玉，北京理工大学出版社，1990六、其它无七、开课教师张广军，教授，自动化学院八、大纲制定、审定、批准大纲制定者：张广军H期：2000 年6 月9 H大纲审定者：日期：2000年月日大纲批准者：H期：2000年月1 1“光电检测技术”课程简介课程编号：课程名称：光电检测技术OPTOELECTRIC MEASUREMENT TECHNOLOGY学时、学分及周学时数：40+4°/2.5,周学时数2.5开课学期：春先修课程：大学物理（光学与电磁学部分）内容简介：本课程是“电气工程与自动化”专业自动化测试与控制专业方向本科必修专业课。
光电仪器设计课设总
《光电仪器设计课程设计任务书》一、题目: 钢板厚度测试仪该仪器是用于对钢板轧制进行在线测量的一种测试仪器。
二、技术要求1.方法：非接触式测量；2.钢板厚度：5±3.测量精度：±1%；4.测量状态：在线测量；5.测量环境：钢板冷却后；6.超出厚度公差要有报警功能。
三、设计任务对该仪器进行总体设计，具体任务如下：1.设计任务分析；2.方案论证；3.系统设计（含局部单元设计）；4.精度估算。
四、设计要求1.设计说明书一份(不少于5000字)；2.时间：；3.参考文献：自定目录《光电仪器设计课程设计任务书》 (1)一、题目: 钢板厚度测试仪 (1)二、技术要求 (1)三、设计任务 (1)四、设计要求 (1)第一章引言 (1)§研究的背景和意义 (1)§国内外研究现状 (2)第二章测量原理和方案论证 (4)设计任务分析 (4)§方案一：激光三角法 (4)§方案二：激光扫描测径 (10)§方案三：激光倾斜照明法 (12)§方案论证 (14)第三章系统设计 (16)§光系统设计 (16)§机械结构设计 (18)§步进电机的驱动 (18)§测量部分的设计 (19)§电子系统设计 (20)§驱动电路设计 (20)§数据采集系统的设计 (21)§报警电路设计 (22)§,4图像坐标系 (23)图测量系统摄像机参数的确定 (24)第四章精度分析 (27)§原理误差 (27)§激光源产生的误差 (27)§光学成像系统误差 (28)§ CCD及信号处理电路误差 (28)第五章总结 (29)参考文献 (31)第一章引言§研究的背景和意义传统的测量方法开始于接触式测量，这种测量方法检测效率低，劳动强度大，而且会使测量仪器的检测头发生磨损，从而造成仪器的测量精度下降。
《光电技术》课程教学大纲
《光电技术》课程教学大纲课程编号：20811310总学时数：64总学分数：4课程性质：必修适用专业：应用物理学一、课程的任务和基本要求：21世纪被称为“光电子信息时代”。
光电信息技术的飞跃发展及其在各行各业的广泛应用不仅改变了人们的工作、学习和生活方式，而且推动了新产业技术革命。
由新材料、新工艺、新技术支撑的光电子信息产业正蓬勃发展。
本课程是为电子科学与技术、光学信息与技术、应用物理学等专业学生需要编写的，并系统介绍了光电子技术的基本原理与应用基础，对光电子器件的应用做了讲解。
通过本课程的讲解，使学生理解掌握辐射度与光度学，光信息转换物理基础，半导体光电器件，光电导器件，光生伏特器件，光电发射器件，热辐射探测器，磁光声光电光调制技术，光盘存储技术，平板显示技术等，让学生了解现代光电器件的具体应用。
通过该课程的学习可以激发学生对光电技术的兴趣，了解学科发展现状，扩大视野，培养学生科学素质，为以后的学习和工作打下基础。
二、基本内容和要求：绪论目的和要求:了解光电子技术发展过程，光电子技术的特点、地位和作用。
第1章辐射度和光度学基础1.1 辐射度学量与光度学量1.2 辐射度学与光度学中的基本定律1.3 辐射能的传输基础目的和要求：掌握辐射度和光度学的基本物理量以及辐射规律。
第2章光电信息转换的物理基础2.1 能带理论2.2 非平衡态下的载流子2.3 PN结2.4 半导体异质结与肖特基势垒2.5 光电效应目的和要求：掌握半导体基本理论，为学习光电器件原理打下基础。
第3章光电导器件3.1 光敏电阻的原理与结构3.2 光敏电阻的基本特征3.3 光敏电阻的变换电路3.4 光敏电阻的应用实例目的和要求：掌握光电导器件结构和工作原理。
第4章光生伏特器件4.1 硅光电二极管4.2 其他类型的光生伏特器件4.3 光生伏特器件的偏置电路4.4 半导体光电器件的特性参数与选择目的和要求：掌握光生伏特器件结构和工作原理。
第5章光电发射器件5.1 光电发射阴极5.2 真空光电管与光电倍增管的工作原理5.3 光电倍增管的基本特性5.4 光电倍增管的供电电路5.5 光电倍增管的典型应用目的和要求：掌握光电发射器件结构和工作原理。
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光电仪器设计技术基础
一、课程基本情况
号30130313开课单位精仪系课程w称
中文至称光电仪器设计技术基础
类文至称Design for Optical Instruments
牧学目的写
A 重点讲授光学界面、F-P扫描干涉仪、光在各项异性晶体中传播、电光-、声光、磁光效应及其应用、偏振控制、介质波导、波导色散、光纤模式等知识，着重基础，强调理论与实践相结合，介绍学科前沿知识。
贝贵人杨昌喜
口文化素质课□公共基础课□学科基础课
口专业基础i果/专业i果□其它
牧学方式/讲授为主□实验/实建为主□专题讨论为主
口案例数学为主□自学为主□其它
/中文□ 中文+英文（英文授课＞50%）
□英文□其他夕卜语
学分学时
学分 3 总学时48
身械方式及成
定标冶考试
课堂提问讨论10%,作业10%,专题论文/调研报告10%,考试70%o
书
中丈外文
敬材《光电精密仪器设计》
Elements of
Photonics
走妥书《精密仪器设计》《现代干涉测量技术》
Optical
components
systems and
measurement
techniques
先修妥送、
陕系及专业
无
二、课程内容简介（200 - 400字，双语教学课程须同时提供中英文内容简介）
讲授光在各项异性晶体中的传播，电光效应、声光效应、磁光效应及其应用，特别是讲述电光相位调制器、强度调种器、相位延返器、表面声光偏转器、磁光隔离器、偏振控制器等器件的原理及应用。
讲述介质波导、波导色散、光纤模式等梃念。
结合基础介绍学科前沿知识。
This course is basically comprised of two parts. Part I is devoted to the topics that apply to light propagation in free space and anisotropic media. Various external field effects, such as electrooptic effect, elastooptic effect, magnetooptic effect and photorefractive effect, will be discussed. We will explain how these effects are applied to such integrated optics devices as switches, modulators, deflectors, tunable filters,
tunable resonators, optical amplifiers, spatial light modulators. Part II is devoted to waveguide optics. Planar optical guide and step-index fiber wi 11 be dealt with. The concepts of propagation modes and waveguide dispersion wi 11 be discussed.
三、课程主要教学内容（可列多级标题，如设有实验，还须注明各实验名称、实验目的及实验内容）
笫一章弓I古
第二章光学界面、近场光学和近场成像
第三章Fabry-Perot谐振腔、光束和光压
第四章光在各向异性晶体中的传播
第五章在外场作用下晶体的光学性质
第六章光的偏振及其调制
第七章平面光波导及波导器件
第八章光纤及光纤通信系统。