光电检测技术教学大纲

《光电检测技术》教学大纲

课程编号： 302057020 课程性质： 选修

课程名称： 光电检测技术 学时/学分：32/2

英文名称： Optic Detecting Technology考核方式： 闭卷笔试

选用教材： 周秀云等编著，《光电检测技术及应

大纲执笔人： 尹伯彪

用》第2版，电子工业出版社

先修课程： 工程光学、传感器、测控电路等 大纲审核人： 专业教学指导组适用专业： 测控技术与仪器

一、 课程目标

课程具体目标为：

1.能根据光电检测系统组成，理解光电检测技术相关的参数；

2.能针对具体待检测量，选择合理的测量原理，设计光电检测系统，并能

选择合适的光源及光电检测器件；

3.能根据光电检测技术的特点，分析光电检测系统优缺点。

二、 教学内容

本课程作为测控技术及仪器专业的专业课程，学生通过本课程的学习，能够根据光电检测技术的特点，针对具体的工程问题，提出相应的光电检测方案，对该方案中的各环节选择相应的光电检测器件，并理解该系统的局限性。

1.光电检测技术概述（支撑课程目标1）

光电检测系统的基本构成、基本工作原理和基本结构形式。

要求学生：理解光电检测系统的基本构成、基本工作原理和基本结构形式。

理解光电检测技术相关的参数。

2.光电检测光源（支撑课程目标2）

光源的基本特性参数和常用的光源。

要求学生：能针对待检定量，选择光电检测系统的合适光源。

3.光电探测器件（支撑课程目标2）

光电导器件、光生伏特器件和光电发射器件的工作原理、主要参数和各自的应用场合。

要求学生：能针对待检定量，选择光电检测系统的光电探测器件。

4.光电成像器件（支撑课程目标2）

光电成像器件的主要特性参数和应用场合。

要求学生：能针对待检定量，选择光电检测系统的光电成像器件。

5.非相干检测方法与系统（支撑课程目标2、3）

直接检测系统的基本原理和特性；随时间变化的光电信号检测方法及系统：赋值法、频率法和相位法检测；空间分布的光电信号检测方法与系统：几何中心检测法和亮度中心检测法。

要求学生：能针对待检定量，设计非相干光学系统，并选择合适的光源及光电探测器件，并能分析系统的优缺点。

6.相干检测方法与系统（支撑课程目2、3）

相干检测的基本原理；基本干涉系统及应用；光外差干涉。

要求学生：能针对待检定量，选择相干光学系统，并能选择合适的光源和光电探测器件。

7.光电检测技术在机械领域的典型应用（支撑课程目标2）

双频激光干涉仪、表面粗糙度测量仪和同轴式高分辨率激光轮廓仪的主要工作原理。

要求学生：理解常用光电检测系统的基本原理和应用场合，在后续设计中能够选择应用。

三、 实验内容

序号 实验名称 主要内容 是否必做 学

时

1 实验一：光电器件实验 实践学习光电池、光敏电阻和光

必做 2

敏二极管的特性参数。

实践学习光栅尺的结构。 必做 2

2 实验二：莫尔条纹的产生

及测量

四、 参考文献

［1］雷玉堂主编，光电检测技术，中国计量出版社，2009.6

[2] 缪加鼎主编，光电技术，浙江大学出版社，1995

[3] 徐熙平，张宁主编，光电检测技术及应用，机械工业出版社，2012.3

五、 达成课程目标的途径与措施

光电检测技术是测控专业的专业选修课，其达成目标的途径和措施主要有：

1.引导学生掌握光电检测系统各组成部分的相关概念、基本理论、器件参

数，利用学生感兴趣的案例，帮助学生建立光电检测技术的主要内容；

2.课堂讲授以提出实际问题、分析问题、解决问题为主，辅之习题练习，

促使学生能利用基本原理和方法，解决工程实际问题；

3.多环节训练、督促检查，巩固学习成果：

1）作业：课后习题

2）实验

3）期末考试：内容为课程其余部分，主要涉及各部分的基本原理、基本方法和测试系统。

4）上课考勤

4.命题要求

本课程试卷由简答题和分析计算题组成，其中简答题占比40%，分析计算题占比60%。简答题主要考核课程目标1、2的基本概念及其理解应用；

分析计算题主要考核课程目标1、2、3，即应用光电检测技术基本原理解决实际工程应用。

六、 成绩评定（%）

作业 实验期末考试上课考勤

15 15 60 10

七、 课程目标对毕业要求的支撑

毕业要求 指标点 课程目标

毕业要求2问题分析：能够将专业相关的基础理论知识，用于测控对象和任务的分析和模型建立，并通过文献研究对结果进行评价。 2.3能运用基本原理和文献研究，

分析影响测控装置性能的因素，证

实问题分析的合理性。

课程目标1、

2、3

毕业要求3设计/开发解决方案：能够设计针对机械工程中的复杂测试计量及控制问题的解决方案，设计满足特定需求的测控系统及功能部件，并能够在设计环节中体现创新意识，并考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 3.2能够设计满足特定需求的单元

模块、功能部件，并对设计方案进

行优选，体现创新意识。

2、3

八、 教学进程

教学内容 学时数

1 概述 2

2 测光电检测光源 2

3 光电探测器及光电导探测器 4

4 光伏特探测器 4

实验一：光电器件实验 2

5 光电发射器件 4

6 光电成像器件 4

实验二：莫尔条纹的产生及测量 2

7 非相干检测方法与系统 4

8 相干检测方法与系统 2

9 光电检测技术在机械领域的典型应用 2

合计：课堂授课学时+实验学时 32