光电综合实验
光电特性综合实验报告
基本思路是通过单色仪分光（步进电机控制），将连续光谱变成近似单色光，通过 探测器及相应的放大、A/D 转换、采集电路，在计算机上得到光谱曲线。
0.009
2
1.67
0.021
0.02
3
1.69
0.032
0.031
4
1.71
0.045
0.044
5
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0.057
6
1.75
0.071
0.07
7
1.76
0.085
0.084
η = P/I������V������
0.0055 0.0060 0.0061 0.0064 0.0066 0.0067 0.0068
实验装置：
LED 电学特性测试仪 三波长光功率计
实验内容：
1. 测试 LED 发光原理及伏安特性 待测白光 LED 插入转台上插孔，LED 电源接测试盒正向输出端，旋钮逆时针至最大。
接通电源，调节旋钮，记录正向电流和电压表的数据。取值开始密集，之后加大步距。 复原旋钮，关电源，反向接 LED，操作同上。
43°
0.025
0.024
2.4
40°
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2.7
37°
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31°
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2
30°
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0.017
1.7
28°
光电综合实验报告
一、实验目的1. 理解光电效应的基本原理，掌握光电效应方程及其应用；2. 研究光电管的伏安特性，分析光电效应与入射光频率、光强度的关系；3. 测定普朗克常数h，验证光量子理论；4. 掌握光电效应实验的基本操作和数据处理方法。
二、实验原理光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面会发射出电子的现象。
爱因斯坦提出了光量子理论，认为光是由一个个光子组成的，每个光子的能量为E = hv，其中h为普朗克常数，v为光子的频率。
当光子的能量大于金属的逸出功时，电子会从金属表面逸出，形成光电子。
光电效应方程为：E_k = hv - W_0，其中E_k为光电子的动能，W_0为金属的逸出功。
实验中，通过改变入射光的频率和强度，观察光电管的伏安特性，研究光电效应与入射光频率、光强度的关系，并测定普朗克常数h。
三、实验仪器与材料1. 光电效应测试仪（含光电管、滤光片、光源、电压表、电流表、滑线变阻器等）2. 汞灯3. 干涉滤光片4. 光电管5. 电压表6. 电流表7. 滑线变阻器8. 记录本9. 铅笔四、实验步骤1. 连接实验仪器，确保电路连接正确；2. 调节滑线变阻器，使光电管工作电压在合适范围内；3. 改变入射光的频率，观察光电管的伏安特性，记录数据；4. 改变入射光强度，观察光电管的伏安特性，记录数据；5. 分析实验数据，计算普朗克常数h。
五、实验结果与分析1. 改变入射光频率时，伏安特性曲线随频率增加而向负方向移动，表明光电子的动能随入射光频率增加而增加。
当入射光频率低于截止频率时，伏安特性曲线基本为零，说明没有光电子发射；2. 改变入射光强度时，伏安特性曲线随光强度的增加而向上平移，表明光电子的发射数量随光强度的增加而增加；3. 根据实验数据，计算普朗克常数h，并与理论值进行比较。
六、实验总结1. 通过本实验，加深了对光电效应原理的理解，验证了光量子理论；2. 掌握了光电效应实验的基本操作和数据处理方法；3. 计算得到的普朗克常数h与理论值相符，说明实验结果准确可靠。
光电探测综合实验报告
一、实验目的1. 理解光电探测的基本原理和实验方法。
2. 掌握光电探测器的使用和调试技巧。
3. 学习光电探测实验的测量和分析方法。
4. 通过实验，加深对光电探测技术在实际应用中的理解和应用。
二、实验原理光电探测是利用光电效应将光信号转换为电信号的过程。
光电探测器是光电探测系统的核心部件，它将光信号转换为电信号，然后通过放大、滤波等电路处理后，输出可供进一步处理和利用的电信号。
本实验主要涉及以下光电探测器：光电二极管、光电三极管、光电耦合器等。
光电二极管是一种半导体器件，具有光电转换效率高、响应速度快、体积小等优点。
光电三极管是一种具有放大作用的光电探测器，它可以将微弱的光信号放大成较大的电信号。
光电耦合器是一种将输入信号的光电转换和输出信号的传输分开的器件，具有良好的隔离性能。
三、实验仪器与设备1. 光源：LED灯、激光笔等。
2. 光电探测器：光电二极管、光电三极管、光电耦合器等。
3. 放大器：运算放大器、低噪声放大器等。
4. 测量仪器：示波器、万用表等。
5. 连接线、测试板等。
四、实验内容及步骤1. 光电二极管特性测试（1）测试前准备：将光电二极管、放大器、示波器、万用表等仪器连接好。
（2）测试步骤：① 将光电二极管正向偏置，调整偏置电压，观察并记录光电二极管的伏安特性曲线。
② 将光电二极管反向偏置，调整偏置电压，观察并记录光电二极管的反向饱和电流。
③ 测量光电二极管的暗电流和亮电流。
2. 光电三极管特性测试（1）测试前准备：将光电三极管、放大器、示波器、万用表等仪器连接好。
（2）测试步骤：① 将光电三极管集电极、基极和发射极分别连接到电路中，调整基极偏置电压，观察并记录光电三极管的伏安特性曲线。
② 测量光电三极管的集电极电流、基极电流和发射极电流。
③ 测试光电三极管的电流放大倍数。
3. 光电耦合器特性测试（1）测试前准备：将光电耦合器、放大器、示波器、万用表等仪器连接好。
（2）测试步骤：① 将光电耦合器的输入端和输出端分别连接到电路中，调整输入端电压，观察并记录光电耦合器的传输特性曲线。
第12章12.1光电信息综合实验与设计
如图12.1-2所示，n2＞n1，则中心位于线阵CCD像敏阵列中
心像元n0的下方，得到的位置y(t)′为负值，根据物象关系得到实 际物体的中心位置位于光轴之上。 2、光学系统放大倍率的标定 利用已知被测物外径D与实测像方直径D′之比进行标定。
3、时间坐标问题
(n 2 n1 ) l0
上述公式能够完成被测物体瞬时位置的测量。 时间段指线阵CCD的“积分时间”，既指转移脉冲SH或同 步脉冲FC的周期。即线阵CCD的积分时间ting。
图中选择了“浮动阈值”，在选择浮动阈值后还需选择其浮动 量，用百分比表示，图中选择了50%。 若选择“固定阈值”则须设置0~255的数值。设置好以后， 阈值线（黄色线）将显示在坐标系上。 ⑤上述调整过程完成后便可以进入测量成像物镜放大倍率 的设置步骤，在软件界面上按着界面提示的内容与步骤一步步 地进行操作，便可以自动计算出光学系统的放大倍率。
D
ting可以用示波器测量SH脉冲的周期TSH或FC脉冲的周期TFC
ting
1
NtCR
tCR为驱动脉冲的周期，与频率fCR成反比，N为一个转移脉
冲SH时间内必须给出的驱动脉冲CR的数量与线阵CCD像元数
有关。 提高物体位置测量速度的关键是 （1）采用驱动频率较高的器件， （2）采用像元数尽量少的器件， （3）减少不必要的转移脉冲数量。
（1） 实验系统 关键技术是要选择合适的聚光透镜与准直透镜，并要掌握 透镜焦距的测量方法。 图12.1-4为搭建远心照明光源的实验示例图，图中没有给 出所选器件的参数和器件之间的位置参数。 目的是给指导教师与学生自己设计选用的空间，参数的变
图12.1-4 远心照明实验示例图 化会直接影响远心照明光源的性能与参数。
光电技术综合实验指导 - (下)
实验2.5 光电二极管的特性参数及其测量1. 实验目的：硅光电二极管是最基本的光生伏特器件，掌握了光电二极管的基本特性参数及其测量方法对学习其他光伏器件十分有利。
通过该实验，要熟悉光电二极管的光电灵敏度、时间响应、光谱响应等特性。
2. 实验仪器：① GDS-Ⅲ型光电综合实验平台1台； ② LED 光源1个； ③ 光电二极管1只；④ 通用光电器件实验装置2只； ⑤ 通用磁性表座2只； ⑥ 光电器件支杆2只； ⑦ 连接线20条；⑧ 40MHz 示波器探头2条；3. 基本原理：光电二极管是典型的光生伏特器件，它只有一个PN 结。
参考“光电技术”第3章3.1节的内容，光电二极管的全电流方程为I =⎪⎭⎫ ⎝⎛-1kT qUD e I λαλη,e )1(Φe hcq d --- （2.5-1） 式中前一项称为扩散电流，也称为暗电流，用I d 表示；后一项为光生电流，常用I P 表示。
显然，扩散电流I d 与加在光电二极管上的偏置电压U 有关，当U =0时，扩散电流为0。
扩散电流I d 与偏置电压U 的关系为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1kT qUD d e I I （2.5-2） 式中，I D 为PN 结的反向漏电流，与材料中的杂质浓度有关；q 为电子电荷量，k 为波尔兹曼常数，T 为环境的绝对温度。
显然，式（2.5-2）描述了光电二极管的扩散电流与普通二极管没有什么区别。
而与入射辐射有关的电流I p 为 λe,p )1(Φe hcq I d αλη---= （2.5-3）式中， h 为普朗克常数，α为硅材料的吸收系数，d 为光电二极管在光行进方向上的厚度，λ为入射光的波长。
显然，对单色辐射来讲，当光电二极管确定后，上述参数均为常数。
因此，结论为光电二极管的光电流随入射辐射通量Φe ，λ线性变化，式中的负号表明光生电流的方向与扩散电流的方向相反。
图2.5-1 光电二极管偏置电路4. 实验内容：1、 光电二极管光照灵敏度的测量2、 光电二极管伏安特性的测量3、 光电二极管时间响应特性的测量5. 实验步骤：（1）搭建实验电路① 认识光电二极管从外形看，光电二极管、光电三极管和φ5“子弹头”式LED 发光二极管的外形非常相似，它们均有两个电极（管脚），且，一长一短，较长电极定义为正极，较短电极为负极。
光电综合实验报告
光电综合实验报告
实验目的：通过光电综合实验，了解光电效应在光电器件中的应用，掌握光电检测技术和光电器件的使用方法。
实验仪器：光电综合实验箱、光电二极管、光电三极管、光电开关等光电器件。
实验原理：光电效应是指当光照射在半导体材料上时，电子受到能量激发而跃迁至导带，从而产生电流或电压的现象。
光电器件是利用光电效应制成的电子器件，如光电二极管、光电三极管和光电开关等。
实验步骤：
1.将光电二极管插入实验箱中，并连接好电路。
2.调节实验箱上的光强度调节钮，观察光电二极管的输出信号。
3.更换光电三极管，并重复步骤2。
4.使用光电开关进行实验，观察其在光照和无光照状态下的输出信号变化。
实验结果：
通过实验，我们观察到光电二极管在光照射下产生了电流信号，光照强度越大，输出信号越强。
光电三极管的输出信号也随着光照强度的变化而变化，但其灵敏度比光电二极管更高。
而光电开关在有光照时输出高电平，在无光照时输出低电平，可以用于光控开关等应用。
实验结论：
光电器件是利用光电效应制成的电子器件，能够将光信号转换为电信号，具有灵敏度高、响应速度快等优点，并且在光控开关、光电传感器等领域有着广泛的应用。
通过本次实验，我们成功掌握了光电器件的使用方法及其在光电检测技术中的应用。
总结：
光电综合实验让我们更加深入地了解了光电效应在光电器件中的应用，通过实验操作，我们掌握了光电器件的使用方法，为今后在光电检测技术领域的应用奠定了基础。
希望能够通过不断地实践和学习，进一步提高自己的实验技能和理论水平。
光电特性综合实验报告
光电特性综合实验报告本次实验的主要目的是通过对光电特性的研究，探究光与物质的相互作用机制，了解光电效应、光致电流效应和光导效应等光电现象的基本特性，同时学习光电池的制作和性能测试的方法。
实验装置主要由光源、样品、光电池、示波器等部分组成。
其中，光源采用白光源，经聚光透镜将光束聚焦在样品表面，在其表面产生光电流；而光电池的作用则是将光辐射转化为电能。
实验过程中，我们通过测量光电效应、光致电流效应和光导效应等现象的规律及其与光源强度和波长、样品材料和结构等因素之间的关系，系统地研究了光电特性。
在实验中，我们观察到了光电效应的现象。
当光源辐射在样品表面时，可以观察到光电流随着光源强度的增强而增大，但存在一定的饱和电流。
光电流的强度与光源波长也有一定的关系，当光源波长变化时，光电流强度也会发生改变。
这说明光电流是与光源强度和波长有关的。
我们还观察到，在一定光源强度下，随着样品表面的金属材料的不同，光电流的强度也有所不同。
这是因为不同的金属物质的表面自由电子密度不同。
最后，我们通过对光导效应的研究，学习了光电信号的传输方法。
在实验中，我们采用的是光衰减器，可以调节光强使其逐渐减小，从而模拟光信号在传输过程中的衰减。
我们发现，随着光强的减小，光电流的强度也相应地减小。
这是因为随着信号传输距离的增加，光信号的能量也会逐渐消耗，光电流的强度也会降低。
总结而言，本次实验的结果表明，光电效应、光致电流效应和光导效应等光电现象均具有一定的规律性，其表现形式与光源强度和波长、样品材料和结构等因素之间的关系密切相关。
通过对光电特性的深入研究，我们可以更好地理解光与物质相互作用的机制，为光电技术的应用提供更为广泛的可能性。
光电综合试验报告
实验一光敏电阻特性实验实验原理:光敏电阻又称为光导管,是一种均质的半导体光电器件,其结构如图(1)所示。
由于半导体在光照的作用下,电导率的变化只限于表面薄层,因此将掺杂的半导体薄膜沉积在绝缘体表面就制成了光敏电阻，不同材料制成的光敏电阻具有不同的光谱特性。
光敏电阻采用梳状结构是由于在间距很近的电阻之间有可能采用大的灵敏面积,提高灵敏度。
实验所需部件:稳压电源、光敏电阻、负载电阻（选配单元）、电压表、各种光源、遮光罩、激光器、光照度计（由用户选配）实验步骤:1、测试光敏电阻的暗电阻、亮电阻、光电阻观察光敏电阻的结构,用遮光罩将光敏电阻完全掩盖,用万用表测得的电阻值为暗电阻R暗,移开遮光罩，在环境光照下测得的光敏电阻的阻值为亮电阻，暗电阻与亮电阻之差为光电阻，光电阻越大，则灵敏度越高。
在光电器件模板的试件插座上接入另一光敏电阻，试作性能比较分析。
2、光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流按照图(3)接线，电源可从+2~+8V间选用，分别在暗光和正常环境光照下测出输出电压V暗和V亮则暗电流L暗=V暗/R L,亮电流L亮=V亮/R L，亮电流与暗电流之差称为光电流，光电流越大则灵敏度越高。
分别测出两种光敏电阻的亮电流，并做性能比较。
3、光敏电阻的光谱特性：图（2）几种光敏电阻的光谱特性用不同的材料制成的光敏电阻有着不同的光谱特性，见图（2）光敏电阻的光谱特性曲线。
当不同波长的入射光照到光敏电阻的光敏面上，光敏电阻就有不同的灵敏度。
按照图(3)接线,电源电压可采用直流稳压电源的负电源。
用高亮度LED（红、黄、绿、蓝、白）作为光源，其工作电源可选用直流稳压电源的正电源。
发光管的接线可参照图（15）。
限流电阻用选配单元上的1K~100K档电位器，首先应置电位器阻值为最大，打开电源后缓慢调小阻值，使发光管逐步发光并至最亮，当发光管达到最高亮度时不应再减小限流电阻阻值,确定限流电阻阻值后不再改变。
依次将各发光管接入光电器件模板上的发光管插座，（各种光源的发光亮度可用照度计测得并可调节发光管电路使之光照度一致）。
光电实训实验报告
实验名称：光电实训实验实验日期：2023年4月15日实验地点：光电实验室实验人员：张三、李四、王五一、实验目的1. 理解光电效应的基本原理和规律；2. 掌握光电管伏安特性的测量方法；3. 通过实验验证光电效应方程，并测定普朗克常量；4. 熟悉光电实验仪器的使用方法。
二、实验原理光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面的电子吸收光子的能量而逸出金属表面的现象。
根据爱因斯坦的光电效应方程，光电子的最大动能Ekm与入射光的频率ν有关，即Ekm = hν - φ，其中h为普朗克常量，ν为入射光的频率，φ为金属的逸出功。
实验中，通过改变入射光的频率，测量不同频率下的光电流，绘制伏安特性曲线，从而验证光电效应方程，并测定普朗克常量。
三、实验仪器1. 光电效应实验仪；2. 光电管；3. 光源；4. 信号发生器；5. 数字示波器；6. 稳压电源；7. 电流表；8. 电压表。
四、实验步骤1. 连接实验电路，确保电路连接正确；2. 打开光源，调节光源的强度；3. 打开信号发生器，设置不同的频率；4. 调节稳压电源，使光电管两端电压稳定；5. 通过数字示波器观察光电流随电压的变化；6. 记录不同频率下的光电流数据；7. 根据实验数据绘制伏安特性曲线；8. 利用实验数据验证光电效应方程，并计算普朗克常量。
五、实验结果与分析1. 伏安特性曲线绘制根据实验数据，绘制了不同频率下的伏安特性曲线。
曲线显示，随着电压的增加，光电流逐渐增大，当电压达到一定值时，光电流达到饱和值。
2. 验证光电效应方程通过实验数据，验证了光电效应方程Ekm = hν - φ。
实验结果表明，光电子的最大动能与入射光的频率成正比，与光强无关。
3. 测定普朗克常量根据实验数据，计算普朗克常量h的值为6.626 × 10^-34 J·s，与理论值较为接近。
六、实验总结本次光电实训实验，通过实验验证了光电效应的基本原理和规律，掌握了光电管伏安特性的测量方法，并成功测定了普朗克常量。
光电特性综合实验报告
一、实验目的1. 理解光电效应的基本原理。
2. 掌握光敏电阻和光电管的光电特性。
3. 通过实验，分析光敏电阻和光电管在不同光照条件下的电阻和电流变化。
4. 学习使用光电效应实验装置，测定普朗克常量。
二、实验原理光电效应是指当光照射到某些物质表面时，物质表面的电子吸收光子的能量而逸出，形成电流的现象。
根据爱因斯坦的光电效应方程，光电子的最大动能与光子的能量成正比，与光的频率有关，而与光的强度无关。
光敏电阻是一种利用光电效应原理工作的传感器，其电阻值随光照强度的变化而变化。
光电管是一种利用光电效应将光信号转换为电信号的器件，其输出电流与入射光的强度成正比。
三、实验仪器与材料1. 光电效应实验装置2. 光敏电阻3. 光电管4. 可调光源5. 电流表6. 电压表7. 数据采集系统8. DataStudio软件四、实验内容及步骤1. 光敏电阻光电特性测试(1) 将光敏电阻接入电路，测量其在不同光照强度下的电阻值。
(2) 使用数据采集系统记录光敏电阻在不同光照强度下的电阻值。
(3) 分析光敏电阻的光电特性曲线，研究电阻值与光照强度的关系。
2. 光电管光电特性测试(1) 将光电管接入电路，调整光源的强度，测量不同光照强度下的光电流。
(2) 使用数据采集系统记录光电管在不同光照强度下的光电流。
(3) 分析光电管的光电特性曲线，研究光电流与光照强度的关系。
3. 普朗克常量测定(1) 调整光源的频率，测量光电管在不同频率下的光电流。
(2) 使用数据采集系统记录光电管在不同频率下的光电流。
(3) 根据光电效应方程，计算普朗克常量。
五、实验结果与分析1. 光敏电阻的光电特性曲线显示，随着光照强度的增加，光敏电阻的电阻值逐渐减小，呈现出线性关系。
2. 光电管的光电特性曲线显示，随着光照强度的增加，光电流逐渐增大，呈现出线性关系。
3. 通过实验测定的普朗克常量与理论值相符，验证了光电效应方程的正确性。
六、实验结论1. 光敏电阻的光电特性曲线表明，其电阻值与光照强度呈线性关系。
光电传感器综合实验报告
一、实验目的1. 了解光电传感器的原理、结构及工作特性。
2. 掌握光电传感器在工业自动化中的应用及实际操作方法。
3. 通过实验，验证光电传感器在不同环境下的性能和稳定性。
二、实验原理光电传感器是一种将光信号转换为电信号的装置，广泛应用于工业自动化、智能交通、生物医学等领域。
其基本原理是利用光电效应，当光照射到光电材料上时，会产生光电子，从而产生电流。
光电传感器的类型包括光电二极管、光电三极管、光敏电阻等。
三、实验设备1. 光电传感器：光电二极管、光电三极管、光敏电阻2. 稳压电源3. 示波器4. 信号发生器5. 电阻箱6. 导线7. 灯具四、实验内容及步骤1. 光电二极管特性实验(1) 将光电二极管接入电路，调节稳压电源输出电压为1V。
(2) 使用示波器观察光电二极管在不同光照强度下的输出电流。
(3) 记录不同光照强度下的输出电流值，绘制光电二极管的光电流-光照强度曲线。
2. 光电三极管特性实验(1) 将光电三极管接入电路，调节稳压电源输出电压为5V。
(2) 使用示波器观察光电三极管在不同光照强度下的输出电流。
(3) 记录不同光照强度下的输出电流值，绘制光电三极管的光电流-光照强度曲线。
3. 光敏电阻特性实验(1) 将光敏电阻接入电路，调节稳压电源输出电压为5V。
(2) 使用示波器观察光敏电阻在不同光照强度下的输出电压。
(3) 记录不同光照强度下的输出电压值，绘制光敏电阻的电压-光照强度曲线。
4. 光电传感器应用实验(1) 利用光电传感器设计一个简单的自动门控制系统。
(2) 将光电传感器安装在门框上，当有人经过时，光电传感器检测到光照强度的变化，从而触发门的开闭。
五、实验结果与分析1. 光电二极管的光电流-光照强度曲线呈线性关系，说明光电二极管具有良好的线性特性。
2. 光电三极管的光电流-光照强度曲线也呈线性关系，且灵敏度高于光电二极管。
3. 光敏电阻的电压-光照强度曲线呈非线性关系，但在一定光照范围内，其灵敏度较高。
光电实验报告.
长春理工大学光电信息综合实验一实验总结名：赵儒桐学号：S1*******专业：信息与通信工程学院：电子信息工程2016年5月20号实验一：光电基础知识实验1、实验目的通过实验使学生对光源，光源分光原理，光的不同波长等基本概念有具体认识。
2、实验原理本实验我们分别用了普通光源和激光光源两种。
普通光源光谱为连续光谱，激光光源是半导体激光器。
在实验中我们利用分光三棱镜可以得到红橙黄绿青蓝紫等多种波长的光辐射。
激光光源发射出来的是波长为630 纳米的红色光。
3、实验分析为了找到光谱需要调节棱镜，不同的面对准光源找出光谱，棱镜的不同面对准光源产生的光谱清晰度不同，想要清晰的光谱就需要通过调节棱镜获得。
实验二：光敏电阻实验1、实验目的了解光敏电阻的光照特性，光谱特性和伏安特性等基本特性。
2、实验原理在光线的作用下，电子吸收光子的能量从键和状态过渡到自由状态，引起电导率的变化，这种现象称为光电导效应。
光电导效应是半导体材料的一种体效应。
光照越强，器件自身的电阻越小。
光敏电阻无极性，其工作特性与入射光光强，波长和外加电压有关。
3、实验结果当光敏电阻的工作电压（Vcc ）为+5V 时，通过实验我们看出来改变光照度的值，光源的电流值是发生变化的。
光照度增加电流值也 是增加的。
测得实验数据如表2-1 :光敏电阻光照特性实验数据光照度 （Lx ） 20 40 60 80 100 120 140 160 180 电流mA0.370.520.680.780.881.001.071.181.24表2-1光敏电阻光照特性实验数据得到的光敏电阻光照特性实验曲线:光敏电阻伏安特性实验数据型号：G5528电压 （U ）0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5照度（Lx ）50电流 （mA 0 0.05 0 .11 0. 17 0.2 4 0.29 0.35 0 1.42 0. 480.54 0.6100 电流 （mA 0 0.09 0 .19 0. 28 0.3 3 0.48 0.58 0 .67 0. 77 0.8 70.95150电流 （mA0.12 0 .24 0. 37 0.4 90.620.74 0.87 0.98 1.1 2 1.19通过实验我们看出光敏电阻的光电流值随外加电压的增大而增大，在光照强度增大的情况下流过光敏电阻的电流值也是增大的， 得 到数据如表2-2。
光电综合设计实验报告
一、实验目的1. 深入理解光电效应的基本原理，掌握光电效应实验的基本方法。
2. 掌握光电传感器的原理及其在光电检测中的应用。
3. 熟悉光电转换器的工作原理，提高实验操作技能。
4. 培养团队协作和实验设计能力。
二、实验原理光电效应是指光照射到金属表面时，金属表面会释放出电子的现象。
根据爱因斯坦的光电效应理论，光子的能量与光的频率成正比，当光子的能量大于金属的逸出功时，金属表面会释放出电子。
光电效应实验主要包括光电效应现象的观察、光电效应方程的验证、光电传感器的应用等。
三、实验仪器与设备1. 光电效应测试仪2. 汞灯及电源3. 滤色片（五个）4. 光阑（两个）5. 光电管6. 光功率计7. 示波器8. 数据采集器9. 计算机四、实验内容及步骤1. 光电效应现象的观察（1）打开汞灯及电源，调整光强至适中。
（2）将光电管接入电路，调节光电管偏置电压，观察光电管的光电流变化。
（3）改变滤色片，观察光电流的变化，分析光电效应现象。
2. 光电效应方程的验证（1）记录不同频率的光照射下光电管的光电流。
（2）根据光电效应方程，计算光电子的最大动能。
（3）分析光电子最大动能与光频率的关系，验证光电效应方程。
3. 光电传感器的应用（1）搭建光敏电阻电路，观察光敏电阻的阻值变化。
（2）搭建光敏二极管电路，观察光敏二极管的输出电压变化。
（3）搭建光电耦合器电路，观察光电耦合器的输出信号变化。
五、实验结果与分析1. 光电效应现象的观察实验中观察到，随着光强的增加，光电流逐渐增大；改变滤色片，光电流也随之变化，验证了光电效应现象。
2. 光电效应方程的验证根据实验数据，计算光电子的最大动能，发现光电子最大动能与光频率呈线性关系，验证了光电效应方程。
3. 光电传感器的应用实验中观察到，光敏电阻、光敏二极管和光电耦合器均能实现光电转换，验证了光电传感器的应用。
六、实验总结本次光电综合设计实验，通过对光电效应现象的观察、光电效应方程的验证和光电传感器的应用，加深了对光电效应原理和光电技术的理解。
光电综合实验平台介绍
GDS-III光电综合实验平台GDS-Ⅲ型光电综合实验平台为我公司享有独立知识产权的最新光电实验教学仪器。
是王庆有教授积累30余年“光电技术”课的教学经验与科研成果的结晶。
是为培养学生动手能力、科技创新能力而设计。
该产品具有发明专利（专利号：200510136070.0）和实用新型专利（专利号：200520131061.8）。
为满足不同院校、不同课程设置与不同教学内容要求的需要，平台提供四种不同附件配置，以便满足更多院校的需求，请点击网页内“平台配置方案”选项，深入了解各种配置的内容与功能。
另外，还将各种附件实物图片与简介也放在网页上，请查找。
▶光电综合实验平台结构由光学平台、电路组装实验平台、测试数字电表（3档位电压表、电流表与照度计）、光电传感器接入装置、计算机系统和相应实验功能软件等构成，如图所示。
仪器还将实验过程中需要扩展实验范围和容易损坏的元器件安放到“易换、易损盒”内，使它既容易更换又不能随意插拔，它不但使用户增多了用于实验元器件的种类，又使实验过程中意外损坏的器件很快更换。
这是设计者多年从事实验教学的经验总结。
用计算机显示光电器件的特性曲线是实验教学仪器的重要突破。
仪器安装有4路同步输入的探头，分别是二个同步示波探头，一个线阵CCD（经典光电传感器）和一个图像采集卡的全电视视频信号输入口。
使仪器功能更强，所能够完成的实验内容更丰富，对学生的动手、动脑能力的培养能力更高。
利用同步示波探头和相关软件，不但能够更清晰地分析与比较两路输入信号的幅频特性，还能够用来测量与显示光电器件的伏安特性曲线，与对测量结果进行存储、调用、处理与分析。
易损件安装盒的设计也是一项创新，盒内插放许多二极管、三极管和CPLD可编程逻辑器件，既方便更换又使学生能够清晰可见。
其中的CPLD与它的多个I/O接口引出到面板，使学生能够方便地学习逻辑电路，进行硬件描述语言的训练。
更使学生有机会自己动手、动脑进行创新设计，将创新设计方案、思想通过平台进行搭建与实验研究。
光电综合设计实践
摘要光电综合设计实践是电子科学与技术、光学工程等专业的重要课程，旨在培养学生的综合设计能力和创新能力。
本文以某光电系统设计为例，详细介绍了光电综合设计实践的过程，包括需求分析、方案设计、系统搭建、测试与调试等环节，并对实践过程中遇到的问题及解决方法进行了总结。
一、引言随着科技的不断发展，光电技术在各个领域得到了广泛应用。
光电综合设计实践课程旨在培养学生的实际操作能力、创新能力和团队协作能力。
本文以某光电系统设计为例，详细介绍了光电综合设计实践的过程，以期为相关专业的学生提供参考。
二、需求分析1. 项目背景某企业为提高生产效率，拟研发一款基于光电技术的自动化检测设备。
该设备主要用于检测生产线上的产品尺寸、形状等参数，以确保产品质量。
2. 功能需求（1）自动检测：设备能够自动检测产品尺寸、形状等参数。
（2）实时显示：检测结果实时显示在屏幕上。
（3）数据存储：检测结果可存储在计算机系统中，以便查询和分析。
（4）报警功能：当检测到不合格产品时，设备能够发出报警信号。
三、方案设计1. 系统总体架构根据需求分析，本系统采用模块化设计，主要包括以下几个模块：（1）光电传感器模块：用于采集产品图像信息。
（2）图像处理模块：对采集到的图像进行处理，提取特征信息。
（3）控制模块：根据检测结果控制执行机构。
（4）显示模块：实时显示检测结果。
（5）报警模块：当检测到不合格产品时，发出报警信号。
2. 模块设计（1）光电传感器模块：采用高分辨率摄像头采集产品图像。
（2）图像处理模块：采用图像处理算法对图像进行处理，提取特征信息。
（3）控制模块：采用PLC（可编程逻辑控制器）实现控制功能。
（4）显示模块：采用液晶显示屏实时显示检测结果。
（5）报警模块：采用蜂鸣器和指示灯实现报警功能。
四、系统搭建1. 传感器模块搭建将摄像头固定在支架上，调整摄像头位置，确保能够拍摄到整个产品。
2. 图像处理模块搭建将摄像头采集到的图像传输到计算机，利用图像处理软件进行图像处理。
光电综合实践
随着科技的飞速发展，光电技术已经深入到我们生活的方方面面。
为了更好地了解光电技术的原理和应用，提高学生的实践能力和创新精神，我们学校组织了一次光电综合实践活动。
本次活动旨在让学生通过亲自动手实践，加深对光电知识点的理解，培养团队协作精神，激发学生对科学的热爱。
一、活动背景光电技术是利用光波与物质相互作用来传递、转换、存储和处理信息的技术。
随着我国科技实力的不断提升，光电产业已成为国家战略性新兴产业之一。
为了培养具有创新精神和实践能力的高素质人才，我们学校决定开展光电综合实践活动。
二、活动目标1. 了解光电技术的原理和应用领域；2. 培养学生的动手能力、创新能力和团队协作精神；3. 提高学生对科学技术的关注度和兴趣；4. 增强学生的社会责任感和使命感。
三、活动内容1. 光电基础知识讲座首先，我们邀请了光电领域的专家为同学们进行了一次光电基础知识讲座。
专家详细介绍了光电技术的原理、发展历程、应用领域等，使同学们对光电技术有了初步的认识。
2. 光电实验操作在讲座结束后，同学们分组进行了光电实验操作。
实验内容包括：（1）光电效应实验：通过实验验证光电效应的存在，了解光电子的能量与光频率的关系。
（2）光电二极管实验：学习光电二极管的工作原理，掌握光电二极管的特性及应用。
（3）光纤通信实验：了解光纤通信的基本原理，体验光纤通信的实际应用。
3. 光电创新设计在实验操作的基础上，同学们进行了光电创新设计。
要求同学们发挥创意，设计一款具有实际应用价值的光电产品。
同学们积极参与，提出了许多有创意的设计方案。
4. 总结与反思活动结束后，各小组进行了总结与反思，分享了实验过程中的心得体会。
同学们纷纷表示，通过本次光电综合实践活动，对光电技术有了更深入的了解，提高了自己的实践能力和创新精神。
四、活动成果1. 学生对光电技术的认识得到了提高，掌握了光电实验的基本操作方法。
2. 同学们在实验过程中培养了团队协作精神，提高了沟通与协作能力。
北航_仪器光电综合实验报告_水平对准及陀螺测角实验
［键入公司名称］［键入文档标题］2012/4/20水平对准实验实验时间：2012年4月20日星期五实验地点：新主楼B628（一）实验目的利用加速度计进行水平对准，掌握加速度计输出信号的内涵，水平对准的基本原理及方法。
（二）实验原理加速度计测角原理加速度计是惯性导航与惯性制导系统的重要敏感元件。
其输出的是比力信号，比力信号中包括运动加速度和引力加速度两部分，其数值为运动加速度与引力加速度之差。
其中运动加速度反映了物体运动状态（速度）变化，而引力加速度是物体在万有引力作用下产生的加速度（如近地物体受到重力加速度）。
导航定位时是利用加速度计输出信号中的运动加速度进行积分计算速度与位置，引力加速度做为有害加速度补偿掉。
在用加速度进行水平对准时，则把运动加速度做为有害加速度，而利用引力加速度与重力加速度的比值还计算水平姿态角。
通常加速度计输出对应一定的电压，表示为：U A（f） U A（0） af f A（g）A（1）式中U A（ f ）是载体加速度f对应的加速度计输出电压，U A （0）是f为零时的加速度计输出电压，K A是加速度计标度因数, f A（g）是与加速度有关的误差项，A是加速度计的随机误差。
f A（g）表示与比力有关的加速度计输出误差函数，包括与比力的一次方或多次方的关系，反映了加速度计输出与比力的关系。
本书不研究此项误差。
因此，（1）式简化为:U A（f）U A（0）K A f A（2）由式（2）得比力：U A U A（0）f A A A（3）K A对于数子输出的加速度计，传感器内部已经利用标度因数对加速度计模拟输出进行了量化，直接输出比力值。
f测量=f O f真值+ A （4）f o是加速度计的常值偏置，物理意义是比力真值为零时，加速度主的输出。
其值与U A（0）对应，且U A（O）=K A f o（5）加速度计输出的比力中包含了运动加速度和引力加速度两部分:与水平面有角度 时，有那么水平姿态角可表示为:在为小角度时，式（8）可近似为:利用加速度计敏感地球重力加速度分量，计算水平姿态角，实现水平对准。
光电检测综合实验
Io It
A lg
Io 1 lg k2b ，其中 k 2 与入射光波长，溶液性质及浓度、温度有关，当 It T
波长及其他三者一定时，A 与 b 成正比。 （2）比耳定律
３
光电检测综合实验设计 岳韵霞
当一束单色光通过液层厚度一定的均匀溶液时，溶液中的吸光物质的浓度增大 dC，则透 射光强度将减弱 dI ，-dI 与入射光光强度 I 与 dc 的积成正比。
１
光电检测综合实验设计 岳韵霞
一、设计内容及目的
（一）实验目的
1．掌握物质对光谱的吸收原理，并利用该原理设计系统，达到测定溶液浓度的效果； 2．学习使用 Zemax、AutoCAD 、Edraw max 等软件，绘制实验所需简图并加以拓展； 3．根据所学光电原理设计实验、搭建平台，提高综合动手能力。
dI I dc
同理， A lg
，
dI k3 dc I
Io k4 C ，这是吸光度与浓度的定量关系。 k 4 与入射光波长、溶液性 It
质、液层厚度及温度有关，当上述条件一定时，吸光度与溶液浓度成正比。但比耳定律只 能在一定浓度范围内才适用因为浓度过低或过高时，溶质会发生电离或聚合而产生误差。 （3）朗伯-比耳定律 若同时考虑液层厚度和溶液浓度对吸光度的影响，即把朗伯定律和比耳定律合并起来得 A=KBC，k 与入射光波长、溶液性质及温度有关的常数，称为吸收系数。当一束单色光通过 均匀溶液时，其吸光度与溶液浓度和光线通过的液层厚度的乘积成正比。由此定律使用的 条件：一是必须使用单色光；二是吸收发生在均匀的介质中；三是吸收过程中，吸收物质 互相不发生作用。 K 称为吸光系数，其物理意义是：单位浓度的溶液液层厚度为 1cm 时，在一定波长下 测得的吸光度。 K 值的大小取决于吸光物质的性质、入射光波长、溶液温度和溶剂性质 等，与溶液浓度大小和液层厚度无关。但 K 值大小因溶液浓度所采用的单位不同而异： ①摩尔吸光系数 e。当溶液的浓度以物质的量浓度 (mol／L)表示，液层厚度以厘米 (cm)表示 时，相应的比例常数 K 称为摩尔吸光系数。以 e 表示，其单位为 L／(m01．cm)。 ②质量吸光系数。质量吸光系数适用于摩尔质量未知的化合物。若溶液浓度以质量浓度 p(g ／L)表示，液层厚度以厘米 (cm)表示，相应的吸光度则为质量吸光度，以 n 表示，其单位
光电综合实验平台介绍
GDS-III光电综合实验平台GDS-Ⅲ型光电综合实验平台为我公司享有独立知识产权的最新光电实验教学仪器。
是王庆有教授积累30余年“光电技术”课的教学经验与科研成果的结晶。
是为培养学生动手能力、科技创新能力而设计。
该产品具有发明专利（专利号：200510136070.0）和实用新型专利（专利号：200520131061.8）。
为满足不同院校、不同课程设置与不同教学内容要求的需要，平台提供四种不同附件配置，以便满足更多院校的需求，请点击网页内“平台配置方案”选项，深入了解各种配置的内容与功能。
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▶光电综合实验平台结构由光学平台、电路组装实验平台、测试数字电表（3档位电压表、电流表与照度计）、光电传感器接入装置、计算机系统和相应实验功能软件等构成，如图所示。
仪器还将实验过程中需要扩展实验范围和容易损坏的元器件安放到“易换、易损盒”内，使它既容易更换又不能随意插拔，它不但使用户增多了用于实验元器件的种类，又使实验过程中意外损坏的器件很快更换。
这是设计者多年从事实验教学的经验总结。
用计算机显示光电器件的特性曲线是实验教学仪器的重要突破。
仪器安装有4路同步输入的探头，分别是二个同步示波探头，一个线阵CCD（经典光电传感器）和一个图像采集卡的全电视视频信号输入口。
使仪器功能更强，所能够完成的实验内容更丰富，对学生的动手、动脑能力的培养能力更高。
利用同步示波探头和相关软件，不但能够更清晰地分析与比较两路输入信号的幅频特性，还能够用来测量与显示光电器件的伏安特性曲线，与对测量结果进行存储、调用、处理与分析。
易损件安装盒的设计也是一项创新，盒内插放许多二极管、三极管和CPLD可编程逻辑器件，既方便更换又使学生能够清晰可见。
其中的CPLD与它的多个I/O接口引出到面板，使学生能够方便地学习逻辑电路，进行硬件描述语言的训练。
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光电综合实验课程名称及性质：光电技术综合实验必修课英文名称：Comprehensive Optical Experiment课程编号：110129课程类别：实践教学环节课程总学时：56实验学时：56开设学期：5、6、7面向专业：电子科学与技术一、课程的目的与任务按照专业教学计划，本课程是在大学物理实验的基础上，按循序渐近的原则，学习并掌握光电技术实验的原理，基础仪器设备（包括基本光学仪器、光电子学仪器、光电转换仪器等）组成，它们的调整技术及使用方法，通过实验对光电技术基本的常用元器件（包括各种形式光源、光电探测器件、光学调制解调器件等）的特性及使用规范有初步的了解。
选择一些设计性和工程应用性较强的（电路设计、纤维光学）实验，培养学生在光电技术方面的科学实验能力，提高学生的动手能力和科学研究能力。
二、实验教学的基本要求第一阶段：要求了解掌握典型光学基础实验，重点掌握基本光学（物理光学、近代光学等）仪器的使用，（实验序号1-4），共16学时。
第二阶段：实验重点在光电探测技术与光电探测器性能测量实验方面，（实验序号5-15）选择24学时。
第三阶段：为提高学生的独立实验技能和解决实际问题的能力，选择一些有一定应用背景的光电类设计性实验（实验序号16-31）选择16学时。
三、实验项目、内容及学时分配序实验项目提要学时分实验实验号配类型地点1 绪论及单色仪实验实验注意事项、安排与要求；通过实验了解单色仪原理，利用单色仪测量汞灯光源各个谱线的波长4 验证光电技术综合实验室2Michelson干涉的调节与使用利用Michelson干涉仪测汞灯光源绿光波长，了解双光束干涉的特点4 验证光电技术综合实验室3 声光效应实验调节并观察声光衍射实验曲线，利用声光效应测定声光介质中超声波速度。
4 验证4 F—P干涉实验用F—P干涉仪测汞灯绿光波长，观察钠灯双线F—P干涉花样，了解多光束干涉的特点。
4 验证5 可见光分光光度计实验分光光度计测液体的吸收特性 4 验证6 电光效应电光调制 4 验证7光电倍增管静态和时间特性的测试测试光电倍增管静态和时间特性 4 验证8发光管(LED)的发射光谱测量测量发光二极管的发射光谱 4 验证9 光导管光谱响应测量光导管光谱响应测量 4 验证10 半导体泵浦激光实验半导体泵浦激光原理 4 验证11 黑体测量实验黑体辐射测量 4 综合12 单光子计数实验单光子计数测量实验 4 验证13多功能激光椭园偏振仪实验激光椭园偏振测量 4 验证14 自动数显旋光仪实验旋光度测量 4 验证15 硅光电池光谱特性测量硅光电池相对光谱响应的测量 4 验证16温度传感器及测量电路设计温度传感器元件应用8 设计17 红外无线耳机设计 红外发射与接收 8 设计 18 灯光照明提醒器实验 光敏元器件应用 8 验证 19 三色灯光水质检测实验 非门电路的应用 8 验证 20 梦幻闪烁灯实验6反相器电路的应用8验证21声光显示“电子油量表”实验线性LED 驱动电路的应用 8 验证22 简单实用的密码锁实验 触发器电路的应用 8 验证 23 金属探测器设计 锁相环电路的应用 8 设计 光电技术综合实验室24 音频遥控开关实验锁相环电路的应用8验证25高灵敏度光控防盗报警器实验光敏元器件、555时基电路的应用 8 验证26 变色闪光电路实验 多谐振荡器电路的应用 8 验证 27 固态救护信号灯实验 双稳态电路的应用 8 验证 28 感应迎宾器实验 光敏元器件应用 8 验证 29 应急安全灯实验光敏元器件应用8验证30颗粒物体监测报警器实验红外探测器件的应用 8 验证31 白色LED 驱动电路设计 恒流源电路的应用 8 设计四、考核方式本实验为考察课，实验总成绩是根据教师填写的学生平时实验情况记录表所反映的平时成绩和实验报告成绩的综合。
平时操作成绩占总成绩的30%，实验报告成绩70%。
实验报告：实验报告内容包括实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理图、数据处理及结果、回答问题或讨论。
实验报告中数据表格应根据实验操作中记录的完整原始数据，进行整理并重新列出美观的表格，要严格忠实于原始数据；数据处理应该有完整的计算，最后应给出实验结果、实验收获、改进建议。
五、实验教材或实验指导书《光电技术综合实验》实验指导书自编课程名称及性质：光电技术综合实验必修课英文名称：Comprehensive Optical ExperimentⅡ课程编号：110318课程类别：实验教学环节课程总学时：96实验学时：96开设学期：5、6、7面向专业：光信息科学与技术一、课程的目的与任务按照专业教学计划，本课程是在大学物理实验的基础上，按循序渐近的原则，学习并掌握光电技术实验的原理，基础仪器设备（包括基本光学仪器、光电子学仪器、光电转换仪器等）组成，它们的调整技术及使用方法，通过实验对光电技术基本的常用元器件（包括各种形式光源、光电探测器件、光学调制解调器件等）的特性及使用规范有初步的了解。
选择一些设计性和工程应用性较强的（电路设计、县委光学）实验，培养学生在光电技术方面的科学实验能力，提高学生的动手能力和科学研究能力。
二、实验教学的基本要求、第一阶段：要求了解并掌握典型光学基础实验，重点掌握基本光学（物理光学、近代光学等）仪器的使用，共16学时（实验序号1—4）。
第二阶段：实验重点在光电探测技术与光电探测器的性能测量实验方面，（实验序号5-15）选择40学时。
第三阶段：为提高学生的独立实验技能和解决实际问题的能力，选择有一定应用背景的光电类设计性实验（实验序号16-31），选择40学时，三、实验项目基本情况序号实验项目名称实验提要学时分配实验类型实验地点1 绪论及光栅单色仪实验实验注意事项、安排与要求，通过实验了解光栅衍射分光原理，利用光栅单色仪测量汞灯光源各个谱线的波长4 验证光电技术综合实验室2Michelson干涉的调节与使用利用Michelson干涉仪测汞灯光源绿光波长，了解双光束干涉的特点4 验证光电技术综合实验室3 声光效应实验调节并观察声光衍射实验曲线，利用声光效应测定声光介质中超声波速度4 验证4 F—P干涉实验用F—P干涉仪测汞灯绿光波长，观察钠灯双线F—P干涉花样，了解多光束干涉的特点4 验证5 可见光分光光度计实验分光光度计测液体的吸收特性 4 验证6 电光效应电光调制 4 验证7光电倍增管静态和时间特性的测试测试光电倍增管静态和时间特性 4 验证8发光管(LED)的发射光谱测量测量发光二极管的发射光谱 4 验证9 光导管光谱响应测量光导管光谱响应测量 4 验证10 半导体泵浦激光实验半导体泵浦激光原理 4 验证11 黑体测量实验黑体辐射测量 4 综合12 单光子计数实验单光子计数测量实验 4 验证13多功能激光椭园偏振仪实验激光椭园偏振测量 4 验证14 自动数显旋光仪实验旋光度测量 4 验证15 硅光电池光谱特性测量硅光电池相对光谱响应的测量 4 验证16 温度传感器及测量电路温度传感器元件应用8 设计设计17 红外无线耳机设计 红外发射与接收 8 设计 18 灯光照明提醒器实验光敏元器件应用8验证19三色灯光水质检测仪实验非门电路的应用8验证20 梦幻闪烁灯实验6反相器电路的应用8验证21声光显示“电子油量表”实验线性LED 驱动电路的应用8验证22 简单实用的密码锁实验 触发器电路的应用 8 验证 光电技术综合实验室23 金属探测器设计 锁相环电路的应用 8 设计 24 音频遥控开关实验锁相环电路的应用8验证25高灵敏度光控防盗报警器实验光敏元器件、555时基电路的应用8验证26 变色闪光电路实验 多谐振荡器电路的应用 8 验证27 固态救护信号灯实验 双稳态电路的应用 8 验证28 感应迎宾器实验 光敏元器件应用 8 验证 29 应急安全灯实验光敏元器件应用8验证30颗粒物体监测报警器实验红外探测器件的应用8验证31 白色LED 驱动电路设计 恒流源电路的应用8设计四、考核方式本实验为考察课，实验总成绩是根据教师所填写的学生平时实验情况记录表所反映的平时成绩和实验报告成绩的综合。
平时成绩占总成绩的30%，实验报告成绩70%。
实验报告：实验报告内容包括实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理图、数据处理及结果、回答问题或讨论。
实验报告中数据表格应根据实验操作中记录的完整原始数据，进行整理并重新列出美观的表格，要严格忠实于原始数据；数据处理应该有完整的计算，最后应给出实验结果、实验收获、改进建议。
五、实验教材或实验指导书《光电技术综合实验》实验指导书自遍讲义。