光电信息技术实验
光电信息技术
光电信息技术是将电子学与光学浑然一体的技术，是光与电子转换及其应用的技术。
从广义上讲，光电信息技术就是在光频段的微电子技术，它将光学技术与电子技术相结合实现信息获取、加工、传输、控制、处理、存储于显示。
检测是通过一定的物理方式，分辨出被测参数量并归属到某一范围带，以此来判别被测参数是否合格或参数量是否存在。
测量是将被测的未知量与同性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过程。
光电检测系统具有光发射机、光学信道和光接收机这一基本环节。
通常分为主动式和被动式两类。
光接收机分为功率检测接收机和外差接收机，功率检测接收机也称作直接检测接收机或非相干接收机。
光载波与被测对象相互作用而将被测量载荷到光载波上，称为光学变换。
光学变换可用各种调制方法来实现。
光信息经光电器件来实现由光向电的信息转换，称为光电转换。
广电系统：光源--光学系统--被测对象--光学变换--光电转换--电信号处理--存储、显示、控制。
光电效应分为外光电效应与内光电效应。
光生伏特效应：由于光照而在PN结两端出现的电动势。
光热效应：某些物质在收到光照射后，由于温度变化而造成材料性质发生变化的现象。
热电检测器件有热释电检测器、热敏电阻、热电偶、热电堆。
特点：1.响应波长无选择性。
2.响应慢。
光电检测器件的特点：1.响应波长有选择性2.响应快。
光电检测器件的特性参数：1.响应度2.光谱响应度3.积分响应度 4.响应时间5.频率响应6.热噪声7.散粒噪声8.信噪比 9.线性度10.工作温度。
光敏电阻设计原则：由于光敏电阻在微弱辐射作用情况下光电导灵敏度Sg与光敏电阻两电极间距离L的平方成反比，在强辐射作用情况下光电导灵敏度Sg与光敏电阻两电极间距离L的二分之三次方成反比，因此Sg与两极间距离L有关。
为了提高光敏电阻的光电灵敏度Sg，要尽可能的缩短光敏电阻两极间的距离L。
光电电阻特点：1.光谱响应度范围相当宽。
2.工作电流大，可达数毫安。
PSD实验
杭州电子科技大学光电信息技术实验2报告（考试操作）实验名称：一维PSD探测位置实验实验组号：周一下午指导教师：黄春云专业：光信息班级：17070111姓名：卢锦桥学号：17072216实验日期：2020年5 月18日2L2L I2+I1图（1）图（2）量使光点靠近器件中心。
图（3）图（4）实验后完成：实事求是，正确计算【数据处理与结果】（画出数据表格、写明物理量和单位，计算结果和不确定度，写出结果表达式。
注意作图要用坐标纸）灵敏度S=0.1234位移(mm) 电压(V) 0.0 -0.41 0.5 -0.36 1.0 -0.33 1.5 -0.28 2.0 -0.23 2.5 -0.163.0 -0.113.5 -0.064.0 -0.014.5 0.075.0 0.135.5 0.26.0 0.28 6.5 0.397.0 0.47实验后完成：分析合理，善于思考【结果讨论与误差分析】从得出的试验结果来看, 系统存在一定的非线性因素, 也是造成系统测量误差的主要原因, 而造成系统非线性的主要原因有以下几点:（1）PSD 器件的非线性。
由于PSD 器件的固有特性决定其存在非线性, 也是PSD 的主要不足之处。
它的线性度主要取决于在制造过程中表面扩散层和底层材料电阻率的均匀性, 以及有效的感光面积等多种因素, 而且非线性并没有准确的公式作为依据。
一般而言, 在距离器件中心2? 3 的范围内的线性度较好。
越靠近边缘线性度越差。
因此在实际应用中应尽量选用线性度较好的区域, 使其非线性限制在最小。
（2）造成测量误差的还有其它因素, 如测试环境中产生的各种震动和温度的变化、以及处理电路的参数选择等都需要我们采取必要的措施来克服; 从而提高试验精度。
【分析讨论题及实验心得】通过本次实验，我了解了一维PSD探测位置的结构和原理，对横向光电效应的光电位置敏感器件有深刻的认识。
教师签名：日期：。
光电信息科学与工程专业本科培养计划
光电信息科学与工程专业本科培养计划（卓越工程师教育培养计划实验班）Undergraduate Program for Specialty inOptoelectronic Information Science and Engineering （Undergraduate Experimental Program for Exemplary Engineer Education）一、培养目标Ⅰ．Educational Objectives培养具备坚实的光电专业理论基础、工程实践能力和相关创业能力，创新意识、创业素质和综合能力强，具备多学科视野和国际竞争力的光电领域研究型高端工程技术人才。
毕业生能在光电产业部门、研究院所、高等院校及其相关领域创造性地从事光电信息工程相关的研究、开发和管理等工作。
Aiming at preparing all-rounded, high-quality talents with international competence, this program will enable students to be solid grounded in basic theory, wide-ranged in specialized knowledge, capable of practical work and particularly specialized in Laser Science and Engineering, Optical Fiber Communication Technology, Optoelectronic System and Information Processing, Optoelectronic Integrated Devices. Students can be fit into jobs in IT department research centers and colleges. They can do research, design and develop the integrated system in Information Science and Technology area.二、基本规格要求Ⅱ．Skills Profile毕业生应获得以下几个方面的知识和能力:1．扎实的数理基础；2．熟练掌握光学与光电子学、电子与信息科学的基本理论和方法；3．分析解决本学科领域内工程技术问题的能力；4．了解本学科重大工程技术的发展动态和前沿；5．外语应用能力强；6．出色的文献检索、资料综述和撰写科技论文的能力；7．较好的创业素质，较强的项目协调、组织能力；8．创新精神强。
【精选】实验二光敏二极管特性实验
实验二光敏二极管特性实验一:实验原理:光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。
无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流，此时光敏二极管截止。
当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。
光敏二极管结构见图(6)。
二:实验所需部件:光敏二极管、稳压电源、负载电阻、遮光罩、光源、电压表(自备4 1/2位万用表).、微安表三:实验步骤:按图(7)接线,注意光敏二极管是工作在反向工作电压的。
由于硅光敏二极管的反向工作电流非常小，所以应提高工作电压，可用稳压电源上的+10V。
1、暗电流测试用遮光罩盖住光电器件模板,电路中反向工作电压接±12V,打开电源，微安表显示的电流值即为暗电流，或用4 1/2位万用表200mV档测得负载电阻RL上的压降V暗，则暗电流L暗=V暗/RL。
一般锗光敏二极管的暗电流要大于硅光敏二极管暗电流数十倍。
可在试件插座上更换其他光敏二极管进行测试比较。
2、光电流测试:取走遮光罩，读出微安表上的电流值,或是用4 1/2位万用表200mv档测得RL上的压降V光,光电流L光=V光/RL。
3、灵敏度测试:改变仪器照射光源强度及相对于光敏器件的距离，观察光电流的变化情况。
4、光谱特性测试:不同材料制成的光敏二极管对不同波长的入射光反应灵敏度是不同的。
由图（8）可以看出，硅光敏二极管和锗光敏二极管的响应峰值约在80~100μm，试用附件中的红外发射管、各色发光LED、光源光、激光光源照射光敏二极管，测得光电流并加以比较。
图（8）光敏管的伏安特性曲线图（9）光敏二极管的光谱特性曲线注意事项:本实验中暗电流测试最高反向工作电压受仪器电压条件限制定为±12V （24V），硅光敏二极管暗电流很小，不易测得。
光敏管的应用-----光控电路一:实验目的:了解光敏管在控制电路中的具体应用。
光信息技术5 联合傅里叶变换相关图像识别
实验五 联合傅里叶变换相关图像识别光学图像和特征的分析与识别是近代光学信息处理的一个重要研究领域。
人们一直在研究能够自动识别图像和特征的机器或系统，在工业上用于自动识别卫星遥感图像中的特征地形地貌，识别文件和信用卡上的签字，将现场指纹和大量档案指纹进行比对，从生物切片的显微图像中识别病变细胞，在军事上则用于识别空中和地面目标等等。
光学图像特征识别系统的基本结构是光学相关器，具有高度并行、大容量、快速处理等特点，在一些领域中已取得接近实用的成果。
联合傅里叶变换(Joint-Fourier transform)是重要的相关处理，在指纹识别、 字符识别、目标识别等领域已逐步进入实用化阶段。
本实验使用空间光调制器实现了实时光电混合处理，是典型的近代光学信息处理实验。
一、实验原理1. 联合傅里叶变换功率谱的记录联合傅里叶变换相关器（joint-Fourier transform correlator ， JTC ）简称联合变换相关器，分成两步，第一步是用平方记录介质（或器件）记录联合变换的功率谱，如图1所示。
[]()(,)(,)(,)exp exp (,)exp (,),()2S u v f x a y g x a y i xu yv dxdy f 22i au F u v i au G u v 1f f πλππλλ∞∞-∞-∞⎡⎤=++--+⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎡⎤=+-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎰⎰图中L 是傅里叶变换透镜，焦距为f ，待识别图像（例如待识别目标、现场指纹）的透过率为f (x ,y )，置于输入平面（透镜前焦面）xy 的一侧，其中心位于（-a , 0）；参考图像（例如参考目标、档案指纹）的透过率为g (x , y )，置于输入平面的另一侧，其中心位于（a , 0）。
用准直的激光束照射f ,g ，并通过透镜进行傅里叶变换。
在谱面(透镜的后焦面)uv 上的复振幅分布如果用平方律记录介质或用平方律探测器来记录谱面上的图形，得到：(,)(,)exp (,)*(,)exp *(,)(,)(,),()2222S u v F u v i au F u v G u v f 2i au F u v G u v G u v 2f πλπλ⎡⎤=+⋅⎢⎥⎣⎦⎡⎤+-⋅+⎢⎥⎣⎦图1 联合傅里叶变换功率谱的记录即联合变换的功率谱。
光电信息处理论文
题目：光子信息处理技专业：电子信息科学与技术学生姓名：贾玉新学号：20121601010212光子信息处理技术（一）光子信息处理技术的定义：光子学信息处理是一门研究以光子为载体对信息进行处理的科学分支，是光子学的一个主要研究领域。
60年代初，由于发射相干光的激光器的问世以及记录和再现三维波面的全息技术的发明，使得光子不仅作为零维信息的载体而且作为多维信息的相干载体变为现实，同时也为信息的光子直接处理开辟了实质意义上的新途径，并显示出光子比电子处理的无以比拟的优点，从而开拓和迅速地发展了以图像处理为主要内容的光信息处理学科。
近十年来，由于通信和计算的需要，信息的处理从模拟量向数字量转化，信息的传递从空不变到空变交换转化；由于大批生产的微电子工艺的渗人，光学元件的制作从单个冷加工工艺向大批量复制工艺转化；由于半导体光子学器件的发展，光学分立式块结构器件向集成化微结构器件转化。
这些变化促使子信息处理技术成为研究内容广泛、目标明确并涉及光学、通信学、计算机学、微电子学、材料学、生物学等的一门交叉性高科技学科。
充分利用光子作为信息载体所具有的高速、高效率、高并行能力等，以完成信息处理的诸多功能，这是光子信息处理的主要研究内容，而数字化和微结构化是当代光子信息处理的主要技术特征。
1, 光子信息处理的发展光子信息处理技术的主要研究内容及其发展情况可概括为以下四个领域：光信息处理，光互连技术，空间光调制器，光子系统的微型化和集成化．(1) 光信息处理:以光子为载体对信息进行加工处理，目前大体上有三种方式，即模拟光学方式、数字光学方式和光电子学处理。
模拟光学和数字光学处理都可分为对数值进行计算和对图像进行处理的两大应用领域。
光电子处理可分为光电混合处理和光互连的电子处理两大类。
A 模拟光学处理模拟光学信息处理由于具有大信息容量，并行高速等特点已在光信息处理领域获得广泛应用。
具有代表性的系统有：a, 特征识别的光学相关器原理基于光学傅里叶变换，基本结构有两种，在频谱面上直接综合的全息匹配滤波和用特征图像变换综合的光学联合变换。
光电工程试验教学中心-厦门理工学院教务处
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姓名 眭平 朱文章 徐代升 沈汉鑫 熊飞兵 林海军 许英朝 王元璋 李爱玉 孟宪国 林洪沂 俞容文 黄新栋 孙栋 肖雪芳 余长青 苏庆雄 陈金西 郑荣升 蔡丽娥 王旭 唐骏 张继艳 林峰 陶琳
于季刚
林海峰
专（兼）职师资队伍一览表
学位 学士 博士 博士 博士 博士 博士 博士 博士 博士 博士 博士 博士 博士 博士 博士 硕士 硕士 学士 博士 博士 博士 在读博士 在读博士 硕士 硕士
实验中心始终坚持与地方产业结构及人才需求相结合，强调以能力培养为主线，以 “三基”传授和学习能力的培养、工程观念和创新能力的培养为重心，体现“厚基础、 宽口径、重实践、高素质、创造性”整体思路，培养具有现代工程技术意识、具有实践 创新能力的应用型高级专门人才。
光电信息技术实验教学建设
电脑都在 同一个 网段 内， 因此 ， 其局域网内原来 的应用及 网上邻居 的访 问等不会受到影响。
五、 应 用 总结
经济 的双线 “ ＷＡ Ｎ ” ＋ 系统设置的解决方案在使用中 可以根据 内部的应用情况将用户组成员作适 当的调整 ， 这 种调整也是极其方便 的， 只需对电脑的网络配置改变 网关 的地址 （ 如图２ 中默认网关 ）就可实现从不 同的线路接人 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 共享上网。 上述提到 的解决方案 中都要处理好每台 电脑 的流量控制 问题 ， 如果这个问题没有解决好 ， 接入的 带 宽最宽也是无济于事的。如果购买网吧级 的宽带路由 器， 可以轻松对各组 内的电脑用户进行流量的控制 ， 防火 墙等任务设置，从而更好地保障网络畅通正常地使用 ， 更
用户 用 户组 ’
用 户组
设备 宽带路由器 Ｒ １
网关地址 １ ｇ ２ ． １ ６ ８ ． １ １
ｌ Ｐ 地址分配方式 静态
ｌ Ｐ 地址分配范围 １ ９ ２ ． １ ６ ８ ． １ ． １ Ｏ ０ ￣ １ ９ ２ １ ６ ８ ． １ ． １ ４ ９
静 态 ：１ ９ ２ ． １ ６ ８ ． １ ． １ ５ ０ － １ ９ ２ ． １ ６ ８ ． １ １ ９ ９
【 实验平台】
光 电信息技术实验教学 建设
董祥美 ， 叶海霞 ， 方宝英 ， 陈家璧
（ 上 海理 工 大学 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ３ ）
摘要 ： 根据光电信息技术学科 的特点 ， 加强该学科的实验教 学环节建设 ， 设立 了相应 的 系列实验课程和课程 实验 内
光电信息技术实验报告
摄像机原理及应用、线阵 CCD 应用技术
实验概要
线阵 CCD 是一种较为简单的 CCD，常用在非接触自动检测设备上，本次关于 CCD 的 实验包括线阵 CCD 原理与驱动特性以及线阵 CCD 输出特性的测量，主要目的是对 CCD
的认知和了解。通过实验了解 CCD 实验开发仪的操作方法、二相 CCD 各路脉冲的工作原 理。
7
系统原理
溴灯
调制器
样品
探
单色仪
测
器
调制信号输出
锁定放大器 AB 信号输入 参考输入
光谱透过率测试装置示意图 实验通过放置不同的样品，使用单色仪改变输出光波长，通过测量每个波长时光 的透过率（测量原理和第一个实验相同），得到一定范围内的光谱透过率。由光 谱透过率曲线可以了解样品对光的透过情况。
实验记录
2.说明 RS 脉冲、SP 脉冲和 CP 脉冲的作用，输出信号与 CR1、CR2 周期的关系 RS 是复位脉冲，每出现一次，最右（以右端为输出端）的一个 MOS 结构中的电 荷被读出，并引起 MOS 结构中电荷的一次向右转移；RS 信号周期与 CR1、CR2 信 号周期相同，因为 CR1 每产生一次高电平就输出一个电荷包，同时复位脉冲也跟 随产生。 SH 为电荷转移控制电极。SH 为低电平时所有 MOS 结构处于“曝光”状态，MOS 电容对光生电子进行积累；SH 为高电平时，光敏区积累的光生电子移向两侧的 移位寄存器中，时间很短，所以 SH 脉冲的周期决定了器件采光时间的长短。SH 信号的周期远大于 CR1、CR2 信号周期，用于保证所有 MOS 结构所携带电荷信息 的输出。
39.2
15
20.6
15
41.2
驱动频率 3 档 积分时间 FC 周期 （档） （ms）
光电信息技术实验报告
华中科技大学实验课程学生实验报告实验课程名称光电信息技术实验专业班级光电1107班学生姓名李悌泽学号u201115116课程负责人陈晶田、黄鹰目录实验一阿贝原理实验 (3)实验二激光平面干涉仪实验 (7)实验三用原子力显微镜（AFM）进行纳米表面形貌分析10 实验四光电直读光谱仪实验 (14)实验五光谱法物质成分分析实验 (20)实验六光电透过率实验 (24)实验七摄像机原理与视频图像叠加实验 (28)实验八、光谱透过率实验 (33)实验九红外报警器的设计与调试 (42)实验一阿贝原理实验一、实验目的1.熟悉阿贝原理在光学测长仪器中的应用。
二、实验原理1.阿贝比较原则：此为万能工具显微镜的结构图，其特点是标准件与被测件轴线不在一条线上，而处于平行状况。
产生的阿贝误差如下：只有当导轨存在不直度误差，且标准件与被测件轴线不重合才产生阿贝误差。
阿贝误差按垂直面、水平面分别计算。
在违反阿贝原则时，测量长度为l的工件引起的阿贝误差是总阿贝误差的l/L。
为避免产生阿贝误差，在测量长度时，标准件轴线应安置在被测件轴线的延长线上。
2.阿贝测长仪阿贝测长仪中，标准件轴线与被测件轴线为串联型式，无阿贝误差，为二阶误差。
三、实验内容1.用万能工具显微镜进行测长实验测量1角，5角硬币及圆形薄片的直径，用数字式计量光栅读数，每个对象测量10次，求算术平均值和均方根值。
实验步骤：瞄准被测物体一端，在读数装置上读数，再瞄准物体另一端，在读书装置上再读一个数据，两次读数之差即为物体长度。
2.阿贝测长仪进行长度测量实验采用传统目视法读数，实验步骤同上。
四、实验数据与分析1.万能工具显微镜数据结果2.阿贝测长仪数据结果对比采用两种仪器测定的结果。
得出以下结论：（1）对于同一测量对象，万能工具显微镜和阿贝测长仪对物体尺寸测量的结果较为接近。
因而可以初步判定1角硬币的直径为（18.9500+18.894）/2=18.922mm。
5角硬币的直径为（20.259+20.4110）/2=20.335mm。
光电信息实验、实践平台构建的探究
３ １ 光电信 息技术专业 实验 室的建设 ． 在教 育部 专项资金 的资助 下 ， 分利 用湖北 省 电工 电 充
是学生在开展科技 创新训 练和复 杂程度 高 的毕业 设计 中， 可 以首先利用 这 些软 件平 台进 行设 计 、 真 分 析 、 复修 仿 反 改 ， 获得正确设计和初 步结果后 再利 用实 验设 备 和测试 在
ＳＭ） 产品三维设计软件 （ｏ ｄ ｏ ｓ 、 Ｄ Ｉ 、 ｓｌ ｗ ｒ ） Ｐ Ａ和 Ｅ Ａ软件等 ｉ ｋ Ｄ 等 ， 学生可根据 自己的兴趣 和需要 自主选择 ． 此环 节可
（） ４ 光纤技术与光纤系统综合实验平 台
作为本科生进行 光电信息领域创新产 品及毕业设计 的软件
平 台．
包 括光纤光学特性综合测试 、 光纤传 感技 术与 系统 、 光 纤传输 系统等三个部 分 ， 不仅包 括 了光纤光 学基 础 知识 实 验， 而且扩展到光纤通信领域先进技术 Ｗ Ｍ实验等 ． Ｄ
新的行业动态和市场信 息 ， 才能够使企业立于不败之 地 ， 因 此， 信息情报 获取能力是 未来企 业人才适 应快 速的发 展节 奏所必备的素质． 为了加强学生这方面 的意识和能力 ， 将光 电产品市场信息调查 与研究 作为专 业实践 环节之 一 ， 主要 采取的形 式包括 国内外产 品市场 网络信息 的检索 以及 深入 企业进行考察与研究 ， 并且要求学生撰写调查研究报告 ． 此
“光电信息技术实验”教学模式改革与实践
通过课程教学模式改革 ，培养和提 高了学生的实验动手技能 以及设计 、研
改革实验教学模式 ，改变单一 的集
中式 实验教学模式 ， 增加 和扩充分散式 、
电设计与制作等 ；③ “ 光 电信息技术实 验３ ”包含光 电单片机测量与控 制技术 、 息技术实验 ４ ” 包含信息光学 、 激光技术 、 光纤通信技术 、光电系统设计与制作 、
脑 知识 与技 术 ，２ ０ １ １（ ７）．
课题项 目：本文系 ２ ０ １ ０ 年校级高等教育研究立项重点课题 【 课题编号 ：Ｚ Ｄ １ ０ ０ ７ ］ ；
２ ０ １ １ 年校教学模式 改革课题 ［ 课题编号 ：Ｚ Ｘ１ １ ０ １ ０ ４ ０ １ ８ ］ 。
Ｉ —
删
ＪＩ ＡＯＧ ＡＩ ＴＡ眦
“ 光 电信 息技术实验＂教学模式改革与实践
黄清龙 黄春云 蔡 本晓 徐姬梅
（ 杭州 电子科技大学理学院 ，浙江 杭州 ３ １ ０ ０ ３ ７）
摘
要 ：运用新的教 学理念 ，以学生为主体 ，以培 养学生实践技 能、研 究创新能力为 目的 ，对 “ 光 电信息技术 实验 ”课程
科学 与技术”专业 的核心实践课 程 ，主
在２ ０ １ ０ 、２ ０ １ １ 、２ ０ １ ２学 年 ，分 别 对２ ０ ０ ７ 、２ ０ ０ ８ 、２ ０ ０ ９级 光 信 息 科 学 与 技 术专 业 开展 实 验教 学 模式 改 革 和实
践 ，取得很好的教学效果 。 在２ ０ ０ ７级 之前 ，该实 验 由三 门实
光 电研究创新实验等 。 改革范例之一 ：安排具有丰富 的实 践经验 的老教师来指导 ，重点培养学生 光 电子技术设计 、制作 、调试技能 。通
究创新 能力 ；提高了学生做实验 的积极
光电信息科学与工程专业本科毕业论文
光电信息科学与工程专业本科毕业论文光电信息科学与工程专业是一门综合性学科，涵盖了光学、电子信息科学、材料科学等多个领域。
随着科技的发展与进步，光电信息技术在现代社会中发挥着越来越重要的作用。
因此，本科毕业论文是光电信息科学与工程专业学生的重要任务。
本文将介绍光电信息科学与工程专业本科毕业论文的一般要求以及推荐的研究领域和主题。
一、一般要求1. 毕业论文题目光电信息科学与工程专业本科毕业论文的题目应该明确、准确，能够体现出研究的内容和目的。
题目应该简洁明了，同时要具有一定的独创性和创新性。
2. 论文结构毕业论文一般包括摘要、引言、相关理论研究、实验设计与结果分析、结论与展望等部分。
在写作过程中，需要合理安排每个部分的内容，使之符合逻辑，并且能够清晰地表达研究的过程和结果。
二、推荐的研究领域和主题1. 光电器件与光电子器件光电器件是光电信息科学与工程专业的核心研究领域之一。
可以选择研究光电器件的设计、制备、性能测试和应用，例如光电传感器、光电发光器、光电放大器等。
2. 光学成像与光学信息处理光学成像和光学信息处理是光电信息科学与工程专业的重要研究方向。
可以选择研究基于光学的成像系统设计、光学图像处理算法和技术，如数字图像处理、三维成像和计算摄影等。
3. 光电显示与光电信息传输光电显示技术与光电信息传输技术是当今社会中广泛应用的技术之一。
可以选择研究光电显示器件、光电显示技术和光电信息传输技术的设计、制备和性能优化。
4. 光电材料与光电信息存储光电材料是光电信息科学与工程专业的基础研究领域之一。
可以选择研究光电材料的合成、制备和性能优化，以及光电信息存储技术如光纤通信、光存储器等。
三、论文写作技巧1. 文献综述在写作毕业论文之前，一定要进行详细的文献综述，了解当前研究领域的研究进展和最新成果。
文献综述可以为自己的研究提供指导，同时也能够避免重复研究，提高研究的效率和质量。
2. 实验设计与数据分析如果毕业论文涉及实验研究，一定要合理设计实验过程，并进行准确的数据采集和分析。
光电信息科学与工程光电器件
光电信息科学与工程（光电器件）Opto-electronics Information Science and Engineering (OptoelectronicDevice)专业代码：080705学制：4年培养目标：培养坚持社会主义道路，具有良好的道德修养，遵守法律法规，知识、素质、能力俱佳，有国际竞争力；富有人文素养、管理能力、团队精神、现代科学意识和国际视野；具有数理基础、专业知识、实践能力和创新精神；能够胜任光电信息科学与工程领域的前沿科学研究、先进器件与系统设计开发；并能承担推动社会、经济、科技可持续发展的责任，以团队负责人、技术或管理骨干的角色，在工程实践活动中取得创新性成就的高级专业技术人才。
毕业要求：№1.工程知识：掌握扎实的基础知识、专业基本原理、方法和手段，能够将数学、自然科学、本专业基础知识和专业知识用于解决复杂工程问题，并接触和掌握光电行业部分营运知识，为解决企业光电技术领域实际复杂问题打下知识基础。
№2.问题分析：能够应用数学、自然科学、本专业基本原理、方法和手段和光电行业营运知识，识别、表达、并通过文献研究分析机械工程中的复杂问题，以获得有效结论。
№3.设计/开发解决方案：能够设计针对光电信息科学与工程领域复杂问题的解决方案，设计满足特定需求的光电系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。
№4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对光电信息科学与工程领域复杂问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。
№5.使用现代工具：能够针对光电信息科学与工程领域复杂问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。
№6.工程与社会：能够基于光电信息科学与工程领域相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践和复杂问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。
光电信息技术在通讯中的应用分析
光电信息技术在通讯中的应用分析一、前言随着科技不断发展，现代通讯技术已经从最初的电话、短信发展到了现在的高清视频、语音识别、智能物联等多元化应用。
而光电信息技术作为一门交叉学科，在通讯领域中同样发挥着重要的作用。
在本文中，将对光电信息技术在通讯中的应用进行分析，并探讨它们在未来发展中的潜力与前景。
二、光电信息技术的基础知识光电信息技术是指利用光电器件和光电材料来实现信息的传输，转换和处理的技术。
光电器件是指能够将光信号转换成电信号或将电信号转换成光信号的器件，常见的有光纤、光电二极管、半导体激光器等；而光电材料则是指具有光电性能的材料，如光敏电阻、光敏三极管等。
光电信息技术的优越性在于它可以实现宽带、低延迟、高可靠、低功耗等特点，以及对环境的不敏感性。
三、光电信息技术在通讯中的应用1. 光纤通讯光纤通讯是指采用光纤来传输信息的通讯方式。
它的传输速度快、传输距离远、抗干扰能力强，是目前通讯领域最为常用的通讯方式之一。
光纤通讯的工作原理是利用光的全反射特性，在光纤中传输光信号。
光信号由激光器产生，进入光纤后在光纤内部不断反射，直到光信号抵达接收端，并转换成电信号进行解码。
2. 光电二极管光电二极管是一种能够将光信号转换成电信号的器件。
它的工作原理是利用光电效应，将光信号转换成电子信号，并输出到外部电路中。
它在通讯领域中的应用十分广泛，如在光纤通讯中作为接收器、在激光雷达中作为检测器、在光通信中作为发射器等。
3. 激光器激光器是一种利用受激辐射原理产生强度非常高的光束的器件。
它可以将光信号传输到很远的地方，最远可以超过100公里。
在通讯领域中，激光器被广泛应用于光纤通讯、光传感等领域。
4. 光学传感光学传感是利用光的自然特性来测量物理量的传感技术。
它的特点在于抗干扰能力强、精度高、速度快等优点。
光学传感在通讯领域中的应用也十分广泛，如在无线通讯中用于辐射检测、在无线电子领域用于电磁波测量等。
四、光电信息技术在通讯领域的发展前景光电信息技术在通讯领域中的应用已经逐渐成熟，但是在未来的发展中还有很大的潜力。
光电类实验课程教学思政元素挖掘与思考
课程教育研究Course Education Research2021年第32期“立德树人”是教育的根本任务,习总书记在2016年底召开的全国高校思想政治工作会议上指出“要坚持把立德树人作为中心环节”[1],并强调“各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应”。
2019年3月,总书记在思想政治理论课教师座谈会上提出“要坚持显性教育和隐性教育相统一,挖掘其他课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源,实现全员全程全方位育人”[2]。
课程思政是高校落实“立德树人”基本任务的具体途径,是对新时代教书育人职责的深化和拓展。
新时代背景下的教育是要培养社会主义建设者和接班人,教师上课不仅要传授知识,还要传递价值观。
高校的专业课也需要有育人功能,在培养专业能力的同时,助力学生树立正确的人生观、价值观,鼓励学生将自身成长和国家发展相结合,为实现中华民族伟大复兴的中国梦储备专业技术人才,提供助力[3]。
光电技术是21世纪发展最为迅速的信息技术之一,有着广泛的工程应用背景。
在当前“新工科”建设的背景下[4],光电类实验课程是培养光电相关专业人才的重要环节,物理光学、应用光学、激光原理、红外物理等光学理论知识相对抽象,实验是对理论知识学习的重要补充,能够加深学生对理论知识的理解,提高正确运用专业理论知识分析和解决实际问题的动手能力工程实践能力。
西安电子科技大学所物理与光电工程学院开设的光电类实验课程从光电理论知识出发,培养学生分析、解决问题的科学思维方法;在实验过程中培养学生严谨求实的治学态度;选题贴近光电技术发展前沿,开阔学生视野,激发创新思维,提高综合素质。
因此,光电类实验课程中包含丰富的思政教育素材和案例,能够在理论教学的同时达到育人的效果。
1.光电类实验课程思政元素挖掘自然科学课程是所有课程中意识形态最不明显的课程,该类课程中思政元素的融入尤其需要注意不能生搬硬套、强行嫁接,否则会适得其反,思政教育没有做好,理论教学效果也受到影响[5]。
实验三激光干涉测量原理仿真实验卢锦桥17072216
杭州电子科技大学光电信息技术实验2报告实验名称：激光干涉测量原理仿真实验实验组号：周一下午指导教师：黄清龙黄春云专业：光信息班级：17070111姓名：卢锦桥学号：17072216实验日期：2020年4 月15 日图1 泰曼格林干涉系统光路原理I(x,y)=U∙U∗(4)式中U=U R+U t，U∗=U R∗+U t∗，而U∗，U R∗，U t∗分别为U，U R，U t的共轭波。
当反射镜M1与M2彼此间有一交角2θ，并将式(2)，式(3)代入式(4)，且当θ较小，即sinθ≅θ时，经简化可求得干涉条纹的光强为：I(x,y)=2I0[1+cos(kl2θ)](5)式中I0：激光光强，l：光程差，l=z R−z t。
式(5)说明干涉条纹由光程差l及θ来调制。
当θ为一常数时，干涉条纹的光强如图2所示。
当测量在空气中进行，且干涉臂光程不大，即略去大气的影响，则l=N∙λ2(6)式中N：干涉条纹数因此，记录干涉条纹移动数，已知激光波长，由式(6)即可测量反射镜的位移量，或反射镜的轴向变动量ΔL。
干涉条纹的计数，从图1中知道，定位在BS面上或无穷远上的干涉条纹由成像物镜L2将条纹成在探测器上，实现计数。
测量灵敏为：当N＝1，则Δl=λ2，λ=0.63μm（He−Ne激光），则 Δl=0.3μm如果细分N，一般以1/10细分为例，则干涉测量的最高灵敏度为Δl=0.3μm2、激光数字干涉现代电子及计算机技术与传统的光学干涉检测方法结合，产生了一种新的实时位相检测技术，即激光数字干涉技术。
它不仅能实现干涉条纹的实时提取，而且可以利用波面数据的存储功能消除干涉仪系统误差，消除或降低大气扰动及随机噪声，使干涉技术实现 λ /100的精度，这是目前干涉仪精度最高的近代方法。
其原理图3所示。
图3 激光数字干涉系统原理光路（L1：准直物镜；L2：成像透镜；1：被测件；2：参考镜；3：压电器件（PZT）；4：成像光电器件（CMOS））2、根据激光干涉测量原理公式11，可知只要求出110,b a a 和三个系数就能解出被测表面的形貌（面形）函数w(x,y)，而从公式9可知至少需要三次移相摄取干涉图样就能求出110,b a a 和三个系数，实验内容2分如下步骤仿真激光干涉测量原理：① 绘制一幅半径为50λ，中心深度5λ，从中心向外深度按高斯分布的圆面作为被测表面；② 保存相移48,0λλ及=i l 的三幅图像作为测量用三次移相干涉图样；③ 按公式9和11结算被测表面形貌并和步骤①的原形貌比较；【数据处理与结果】（画出数据表格、写明物理量和单位，计算结果和不确定度，写出结果表达式。
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光电信息实验（二）学生姓名：代中雄专业班级：光电1001学生学号：U201013351指导老师：黄鹰&陈晶田实验一阿贝原则实验一、实验目的1.熟悉阿贝原则在光学测长仪中的应用。
二、基本原理1.阿贝比较原则万能工具显微镜结构及实物图所示。
万能工具显微镜的标准件轴线与被测件轴线不在一条直线上，而处于平行状况。
产生的阿贝误差如下：1=tan aδϕg35=(13215)aϕϕϕ+++⋅⋅⋅gaϕ≈g一阶误差，即阿贝误差2．结论1）只有当导轨存在不直度误差，且标准件与被测件轴线不重合才产生阿贝误差（一阶误差）。
2）阿贝误差按垂直面、水平面分别计算。
3）在违反阿贝原则时，测量长度为τ的工件所引起的阿贝误差是总阿贝误差的Lτ。
4）为了避免产生阿贝误差，在测量长度时，标准件轴线应安置在被测件轴线的延长线上（阿贝原则）。
5）满足阿贝原则的系统，结构庞大。
3.阿贝测长仪阿贝测长仪中，标准件轴线与被测件轴线为串联形式，无阿贝误差，为二阶误差，计算形式如下：22=C ϕδ三、 实验内容1. 万能工具显微镜进行测长实验1）仪器：万能工具显微镜，精度：1微米。
用1元、5角、1角的硬币，分别测它们的直径，用数字式计量光栅读数及传统的目视法读数法。
每个对象测8次，求算数平均值和均方根值。
2）实验步骤：瞄准被测物体一端，在读数装置上读一数；瞄准被测物体另一端，在读数装置上再度一数（精度1微米）；两次读数之差即为物体长度。
3）实验结果：数据处理：由8次测量结果可以算出硬币的平均直径，算数平均值：()111.45311.45111.45611.45811.46411.43811.44511.450811.452D mm=⨯+++++++=求均方根值：11.452mmχ==实验小结通过本次实验，学习了阿贝原理以及产生阿贝误差的原因，并且具体运用其测量了光学仪器实际物品，从而熟悉阿贝原则在测长仪器中的应用，也明白了串联式测量仪的有点。
实验二 激光平面干涉仪实验一、 基本原理仪器：PG15-J4型激光平面干涉仪1台内容：玻璃材料的平面度测量精度：100nm激光平面仪原理图仪器结构平面干涉仪基于双光束等厚干涉原理进行精密观测。
如图3.1所示，图中s是扩展光源，位于准直透镜L1的前焦面上，发出的光束经透镜L1准直后射向玻璃片M，再从玻璃片反射垂直投射到楔形平板G上。
入射光束在楔形平板下表面的反射光透过平板上表面和玻璃片反射向L2.按照确定定域面的作图法，可知定域面在楔形平板内部的BB’的位置。
如果平板不是太厚，且平板两表面的楔角不是太大时，定域面非常接近平板下表面，这样如调节显微镜L2对准平板下表面，就可在显微镜像平面E上观察到楔形平板产生的等厚条纹。
平面干涉仪结构如图3.2所示。
由组合星点G1发出的单色光经棱镜G2后，投向主镜表面折射为平行光后，射向主镜下表面（A面）及被测光学表面，A面和被测光学平面反射回来的光重叠相干后，经棱镜G2反射，进入接收件。
星点可由激光管G5、棱镜G6、光源强度调节发散镜G7组成。
接收件可以由人眼G10，成像物镜G15和测微目镜G11，或由分光棱镜G12、可动小孔G13和摄像头G14组成的摄像。
二、实验内容：1.玻璃材料的平面度测量。
1）测量局部误差1=N =2e 2H λλδ∆g g eN=H∆2）测量整个面形误差（用N ）2=2N λδg N ——光圈数N ∆——不足一个光圈数平面度测量2.实验步骤：参考图3.1和3.2，1）移开成像物镜G15和测微目镜G11，旋转调整左右螺旋8，使平板绕水平面的横轴或纵轴微小摆动，出瞳S2绕S1转动直到S2和S1接近重合。
2）装上成像物镜G15和测微目镜G11，继续旋转调整左右螺旋8，直到G11视场中干涉条纹清楚。
3）测量e 和H ，计算平面度和粗糙度。
实验数据数据处理：()()()()12345123450.5450.5100.5000.4800.45050.49750.3560.3650.3250.3200.30050.33320.33320.6720.497e e e e e e mmh h h h h h mmH N =++++=++++==++++=++++=∆===局部误差：10.670.5650217.752N nm λδ=∆=⨯⨯=g面形误差：20.56503252N N N λδ==⨯⨯=g实验小结通过本次实验，熟悉了激光干涉仪的基本原理机器结构，掌握了利用其测量面形误差的方法。
实验三 原子力显微镜一、实验目的了解AFM 的基本使用方法二、实验流程1.样品清洗2.开机3.水平调节和偏差调节4.手动下针5.自动下针6.关机1.样品清洗一般情况下，根据材料的不同进行不同的处理方式。
目的都是为了去除表面的污染物，使表面洁净。
对于半导体材料，根据材料的不同采取以不同的腐蚀液进行洗片。
一般步骤为：1.用去离子水做初步清洗；2.放入腐蚀液中浸泡并用超声波清洗一段时间（时间视材料不同自定）；3.用去离子水洗掉材料表面残留腐蚀液；4.用N2进行吹干；5.吹干后放入干净样片袋中暂时保存并准备测试；工作原理如下图所示：探针形貌1.开机1.开启设备电脑开关及双屏显示器；2.开启显微镜光源；3.开启光学显微镜CRT 显示器电源；4.将设备主部隔尘罩小心地取下，将显微镜调整至设备主机方向，光斑打到载物台中心处；5.打开设备主机电源，在主机controller 的控制板上，确认AFM 模式；6.打开pc中的软件，激活软件与设备主机连接图标；1.1.水平调节•水平调节完后拧松探针固定旋钮，倾斜着取下AFM 针夹具，倒置轻放在滤纸上，放于衣袖碰触不到的地方，以免碰伤悬臂；•放样品，样片粘于专用样品台片上，用镊子夹好样片轻推到样品台上（注意：样品台片与底座是磁铁，有一定吸引力，要小心放置）；•放好样片后，调节显微镜，观察CRT使显微镜聚焦到样片表面。
•用镊子直接调整样品位置，在CRT上观察确定样品测试点位于下针位置附近；• 3.2偏差设定•• 1.放置AFM 测试夹具，一定要小心，注意观察悬臂与样品表面的距离，若相距太近，则将测试夹具小心取出，放置妥当后，使用手动抬针方法将三个支柱抬高，同时保证三支柱设备光路台面水平；• 2.高度调节到安全距离以后，小心地放入AFM 针测试夹具，用肉眼结合CRT 上观察确定样品与针的保持一段距离，调节显微镜使其聚焦到探针；• 3.拧紧夹具固定旋钮来固定夹具，此时主机显示屏上，标定激光器电压的SUM 值为（6.7～7.3)左右则正常。
先调节垂直偏差旋钮使垂直偏差（Vert）读数接近0.0V，再调节水平偏差旋钮使探测器的水平偏差值（Horiz）接近0.0V。
若第一次不能保证同时为0，则重复调节保证两个值在0.0V附近；• 4.手动下针••开始手动下针，先轻扒微调钮进行DOWN操作，同时顺时针（由下往上看）旋转如上图标注的两旋钮，并且调节显微镜聚焦到探针，如此反复多次调节。
注意每操作一次后观察光学显微镜CRT保证探针没有接触样片（观察方法：使显微镜聚焦到探针，若调节显微镜可迅速得到清晰样片的像，表明探针和样片距离很近）；•当样品表面与悬臂焦距接近时，调节使此时的水平偏差值（HORZ）和垂直偏差值(VERT)分别至0V 和（-0.6~~-0.8）• 5.软件自动下针扫描在软件中设置当前样品需要的扫描范围（scan size)，台阶高度(datescale)，扫描速度(scan rate)等参数；•台阶高度不可超多1μm，扫描速度设置在5μm/s 以内为宜；（即scan size×scan rate < 5）•单击启动软件中自动下针控件，下针过程中注意观察主机中的水平偏差值（Horiz）和垂直偏差（Vert），示值趋势是减小的为正常；•若要移动扫描区域，下针完成后，将扫描频率调低（即降低扫描速度），设置X 轴与Y 轴的offset 值（offset 范围不得超过70μm），确定扫描位置和范围后，重新开始从上往下或从下往上扫描，并拍取图象。
•测试5*5um的形貌• 1.设置scan size 5um(1:1),•设置scan rate 0.1Hz,•设置Date scale 100nm(观察样品表面形貌觉得，粗糙则设大点）• 2.点击下针•设置scan rate 0.3Hz,点击•再设置scan rate 0.5Hz，观察波形范围在调节最佳的Date scale• 3.最大设置scan rate 0.7Hz，•点击进行切换到扫描界面，•点击由上到下进行扫描，•点击进行实时保存，•扫完后点击抬针。
6.关机•关闭激光器；•关闭设备主控电源；•关闭光学显微镜CRT 电源、光源；•将光学显微镜置于原本所在方向，盖上物镜盖；•将主机隔尘罩小心的罩于主机上；•关闭计算机电源及双屏显示器电源。
实验四光电直读光谱仪实验一、实验目的1.掌握光栅式光谱仪分光的基本原理。
2.熟悉光电直读光谱仪光电系统和机械结构。
3.掌握光电直读光谱仪的基本光谱实验。
二、 基本原理1. 平面衍射光栅的分光原理光栅方程式如图5.1所示，当一束平行的复合光入射到光栅上，光栅能将它按波长在空间分解为光谱，这是由于多缝衍射和干涉的结果。
光栅产生的光谱，其谱线的位置是由多缝衍射图样中的主极大条件决定的。
相邻两刻线对应的光线22’和光线11’的光程差为：()sin sin i d θ±∆= （1）相干光束干涉极大值的条件为：2m δπ=22m λλδδλππ∆=== （2） 入射与出射光在光栅法线同侧取”+”号，在异侧取”-”号。
由式（1）和（2）可得相邻两光线干涉极大值的条件------光栅方程为：()sin sin d i m θλ+= （3）式中 i -----入射角θ-----衍射角d -----刻痕间距，通常称为光栅常数m ------光谱级次，0,1,2,m =±±⋅⋅⋅⋅⋅⋅（3）式可改写为： arcsin sin m i d λθ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦（4） 2. 光栅式单色仪光学系统切尔尼-特纳系统光学系统原理图光栅中心位于入射光线与出射光线的对称轴上，两个球面反射镜的焦距均为300mm ，入射与出射狭缝位于球面镜的焦面。
平面反光镜作为折光镜将出射光线折转90°，以使出缝与入缝90°的垂直分布，可以避免因为光源与光电接收器距离过劲=近而互相干扰。
复色光源经入射狭缝照明在球面镜（一）上，此镜将平行光投射到光栅上，光栅将复色光衍射分光，分成不同波长的平行光束以不同的衍射角投向球面镜（二）上，此镜将接收的平行光束聚焦在出缝处，从而得到一系列按波长排列的光谱。
透过出缝射出的光束只是光谱宽度很窄的一束单色光。