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。
《光电技术实验》课件
利用光纤传输光信号，实现对温度、压力、振动等物理量的测量，具 有测量范围广、精度高、抗电磁干扰等优点。
THANKS
感谢观看
总结词
高效节能、环保健康
LED照明
利用光电技术将电能转化为光能，具有高效、节能、环保、长寿命 等优点，广泛应用于室内外照明。
智能照明
结合光电技术和物联网技术，实现照明的智能化控制，如调光、定 时、远程控制等，提高照明质量和节能效果。
光电技术在太阳能发电领域的应用
总结词
01
绿色能源、可持续发展
光伏发电
灯具外壳
根据实际需要选择合适的灯具外壳， 如圆形、方形等。
电源适配器
提供合适的电压和电流，使LED照明 灯具正常工作。
实验步骤
1. 准备实验设备
2. 组装LED灯具
将所需的LED灯珠、驱动电路板、灯具外壳 和电源适配器准备好。
将LED灯珠焊接到驱动电路板上，然后将驱 动电路板固定到灯具外壳中。
3. 连接电源适配器
实验原理
光电效应
光子与物质相互作用， 使物质吸收光子能量并
产生电效应。
光电探测器
利用光电效应将光信号 转换为电信号的器件。
光源
发出一定波长的光的器 件，用于产生实验所需
的光信号。
光电信号测量
利用电子测量仪器测量 光电探测器输出的电信
号。
实验步骤
搭建实验装置
根据实验要求搭建光电探测器 和光源的实验装置。
优势。
02
2. 稳定性测试
检查LED灯珠是否有闪烁现象，以 及在长时间工作后是否出现亮度
下降或颜色变化等问题。
04
4. 可靠性评估
对LED照明灯具进行寿命测试，评 估其在长时间使用过程中的可靠
高等光电技术实验报告
一、实验目的1. 了解高等光电技术的基本原理和实验方法；2. 掌握光电探测器、光电转换器等光电元件的性能测试方法；3. 学习光电系统的搭建与调试技巧；4. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
二、实验原理高等光电技术是研究光与物质相互作用及光电子器件原理和应用的技术领域。
本实验主要涉及以下原理：1. 光电效应：当光照射到某些物质上时，物质会发射出电子，这种现象称为光电效应。
光电效应是实现光与电能量转换的基础。
2. 光电探测器：光电探测器是将光信号转换为电信号的装置，如光电二极管、光电三极管、光电倍增管等。
3. 光电转换器：光电转换器是将光信号转换为电信号的装置，如光电耦合器、光电传感器等。
4. 光电系统：光电系统由光源、光电探测器、信号处理电路等组成，用于实现光与电的能量转换和信息传输。
三、实验器材1. 光源：激光器、LED光源等；2. 光电探测器：光电二极管、光电三极管等；3. 光电转换器：光电耦合器、光电传感器等；4. 信号处理电路：放大器、滤波器、A/D转换器等；5. 测试仪器：示波器、信号发生器、频率计等；6. 实验平台：实验台、支架、连接线等。
四、实验内容1. 光电探测器性能测试（1）测量光电二极管、光电三极管的伏安特性曲线；（2）测试光电探测器的响应速度、灵敏度等参数。
2. 光电转换器性能测试（1）测试光电耦合器的传输特性、隔离特性等；（2）测试光电传感器的线性度、分辨率等参数。
3. 光电系统搭建与调试（1）搭建光电系统，包括光源、光电探测器、信号处理电路等；（2）调试光电系统，使系统稳定工作，满足实验要求。
4. 光电系统应用实验（1）利用光电系统实现光与电的能量转换；（2）利用光电系统实现光信号的检测、传输等功能。
五、实验步骤1. 准备实验器材，检查设备是否正常；2. 搭建实验平台，连接实验电路；3. 测试光电探测器性能，记录数据；4. 测试光电转换器性能，记录数据；5. 搭建光电系统，调试系统；6. 进行光电系统应用实验，记录数据；7. 分析实验数据，总结实验结果。
光电技术与实验
光电报警系统设计与实现一、实验目的1、自行设计简单的光电报警系统，全面掌握光电检测技术的相关知识。
2、在实践中分析探讨影响光电探测性能的各种参数，最大限度的发挥系统的探测能力。
二、主要内容使用热释电器件作为红外被动接收系统，当感受到探测区域内有人活动时，接收系统带动后继电路发出报警信号。
要求系统在给定器件和环境的条件下，作用距离尽可能远。
三、基本原理1、透镜和红外传感器部分红外传感器是整个红外报警系统的基础，也是设计中需要关注的核心器件。
基于本次课程设计的目的，我们采用对人体辐射的红外波长敏感，而对自然环境中的大多数背景辐射不敏感的热释电探测器来实现。
热释电探测器利用热释电效应，可以检测出移动着的人体发出的红外线，并能够检测出移动时的红外能量变化，将其转换成低频交流信号，并通过后继的电子电路经放大、比较和整形后，作为控制信号去驱动报警装置工作。
对于本次课程设计中使用的红外传感器，即热释电探测器，我们可以采用TO-5型金属封装双探测元的P2288，该芯片使用的是热释电红外传感技术，热释电效应具有平坦的功率响应，且必须是变化的信号才能被热释电探测器检测到，这要求人在移动过程中的频率在0.3~5HZ之间。
此外，在壳体顶面的窗孔内贴有截止波长为7-10微米的滤光片，保证了人体辐射出的中心波长为9-10微米的红外线通过。
2、放大器部分由于光电探测器即热释电探测器所处的空间有限，在探测器上直接实现信号的处理是十分困难的。
我们可以在靠近探测器的位置上放置小型前置放大器，用来放大探测器的输出信号，变换它的输出阻抗，改善分路电容效应以展宽探测器的频带，使电信号经过这些处理后能够通过低阻抗屏蔽式电缆，成功地传输到信号处理系统的有关电路部分。
通过以上分析我们可以知道，前置放大器的设计要求是低噪声、高增益、低输出阻抗、大的动态范围，良好的线性特征和较好的抗颤噪声能力。
在具体的设计中，我们可以考虑采用两级运算放大器进行前置放大。
光电实验技术的关键实验条件
光电实验技术的关键实验条件光电实验技术是利用光电效应研究光的性质和相互作用的一种实验方法。
在光电实验中，实验条件的选取和控制对实验结果的准确性和可靠性具有重要意义。
本文将从光源、光路系统、探测器等几个方面探讨光电实验技术所需的关键实验条件。
1. 光源的选择光源是光电实验不可或缺的重要组成部分。
在光电实验中，不同实验目的需要选择不同的光源。
常见的光源包括激光器、白炽灯、氘灯等。
在选择光源时需要考虑实验所需的波长范围、光强和稳定性等因素。
例如，如果实验需要较高的单色光强，可以选择激光器作为光源；如果实验需要较宽的波长范围，可以选择白炽灯或氘灯作为光源。
2. 光路系统的设计光路系统是将光源产生的光束引导至探测器的关键部分。
光路系统的设计需要考虑光束的衍射、散射、折射等光学现象对实验结果的影响。
为减小光束的衍射，可以采用准直器或光阑来限制光束的传播范围。
此外，合理选择透镜、反射镜等光学元件以实现光束的聚焦和调整是光路系统设计中的关键。
3. 探测器的性能要求探测器是将光信号转化为电信号的装置，其性能对实验结果的准确性和精度有着直接影响。
为了获得高灵敏度和低噪声的信号，需要选择具有较高量子效率和较低暗电流的探测器。
常见的探测器包括光电二极管、光电多倍增管、CCD等，不同实验要求也需要选择不同类型的探测器。
此外，对于需要较高时间分辨率的实验，探测器的响应速度也是需要考虑的因素。
4. 稳定性和精度的控制在光电实验中，实验的稳定性和精度对结果的可靠性有着重要影响。
首先，要保证实验环境的稳定性，如温度、湿度、震动等因素应加以控制。
其次，光源和探测器的位置、角度和光路系统的调整应尽量精确，以保证实验的重复性和可比性。
此外，实验测量的精度还与信号采集和处理的技术密切相关，在实验数据的处理过程中，要选择适当的滤波、放大和数字化方式，以提高实验结果的精确性和可信度。
综上所述，光电实验技术是一门研究光与物质相互作用的重要方法。
光电技术实验课件
01
光电传感器是一种将光信号转换为电 信号的传感器，其工作原理基于光电 效应。当光照射到光电传感器的光敏 元件上时，光子能量被吸收，导致电 子从束缚状态跃迁到自由状态，形成 光生电场，从而产生电信号。根据不 同的光电效应，光电传感器可分为外 光电效应和内光电效应两类。
02
外光电效应是指光子将电子从材料表 面逸出的现象，其代表器件有光电管 和光电倍增管。内光电效应是指光子 在材料内部引起电子状态改变的现象 ，其代表器件有光电池和光敏电阻。
调整亮度
通过调整驱动电源的电压或串 联电阻的阻值，观察LED亮度的
变化，记录实验结果。
05
实验五：光电检测技术实验
实验目的
掌握光电检测技术的基本原理和应用。
了解光电检测技术在生产和生活中的 应用。
学会使用光电检测仪器进行实验操作。 提高实验操作技能和数据处理能力。
实验原理
光电检测技术是一种基于光电器 件将光信号转换为电信号的检测
技术。
光电检测器如光电二极管、光电 晶体管等可以将光信号转换为电 信号，从而实现光强的测量和控
制。
光电检测技术具有高精度、高灵 敏度、非接触等优点，广泛应用
于生产和生活领域。
实验步骤
实验准备
准备好实验器材和实验原理图，了解 光电检测器的使用方法和注意事项。
02
搭建实验装置
根据实验原理图搭建光电检测装置， 确保连接正确、稳定可靠。
开始实验
打开电源，调整测量仪表，记 录实验数据。
准备实验器材
光电效应实验装置、光源、测 量仪表等。
调整光源
调整光源的波长和强度，以便 进行不同条件下的实验。
分析数据
对实验数据进行处理和分析， 得出结论。
光电技术系统实验报告
一、实验目的1. 了解光电技术的基本原理和应用领域；2. 掌握光电传感器的使用方法和性能测试；3. 学习光电系统的设计和调试方法；4. 培养实验操作能力和分析问题的能力。
二、实验原理光电技术是利用光与物质相互作用产生电信号的一种技术。
它广泛应用于信息获取、传输、处理、显示和存储等领域。
本实验主要涉及光电传感器、光电转换器、光电控制器等基本组件，通过实验了解光电技术的原理和应用。
三、实验器材1. 光电传感器（光敏电阻、光电二极管、光电三极管等）；2. 光源（白炽灯、激光器等）；3. 光电转换器（光电耦合器、光电倍增管等）；4. 光电控制器（放大器、滤波器、整形器等）；5. 测量仪器（示波器、万用表等）；6. 实验平台（实验桌、支架等）。
四、实验步骤1. 光电传感器性能测试（1）将光电传感器分别接入光敏电阻、光电二极管、光电三极管等；（2）调整光源强度，观察传感器输出信号的变化；（3）记录不同光源强度下传感器的输出信号，分析其特性。
2. 光电转换器性能测试（1）将光电转换器接入光电耦合器、光电倍增管等；（2）调整光源强度，观察光电转换器的输出信号；（3）记录不同光源强度下光电转换器的输出信号，分析其特性。
3. 光电控制器性能测试（1）将光电控制器接入放大器、滤波器、整形器等；（2）调整输入信号，观察光电控制器的输出信号；（3）记录不同输入信号下光电控制器的输出信号，分析其特性。
4. 光电系统设计（1）根据实验需求，设计光电系统方案；（2）选择合适的传感器、转换器和控制器；（3）搭建实验平台，进行系统调试；（4）测试系统性能，验证设计方案。
五、实验结果与分析1. 光电传感器性能测试结果通过实验，我们得到了不同光电传感器在不同光源强度下的输出信号。
结果表明，光敏电阻、光电二极管、光电三极管等传感器具有不同的响应速度和灵敏度。
在实际应用中，应根据需求选择合适的传感器。
2. 光电转换器性能测试结果实验结果显示，光电耦合器和光电倍增管等转换器在提高信号传输距离和放大信号方面具有显著效果。
光电技术与实验参考答案
光电技术与实验参考答案光电技术与实验参考答案光电技术是一门研究光与电的相互转换关系的学科，它在现代科技领域中扮演着重要的角色。
光电技术的应用范围非常广泛，涉及到通信、能源、医疗、环保等多个领域。
在学习光电技术时，实验是不可或缺的一部分，通过实验可以更好地理解光电技术的原理和应用。
在光电技术实验中，常见的实验项目包括光电效应实验、光电倍增管实验、光电二极管实验等。
下面将分别介绍这些实验的参考答案。
光电效应实验是研究光电效应的基础实验之一。
在实验中，可以使用单色光照射金属表面，通过测量光电流和光电压的变化来研究光电效应。
实验中需要注意的是，光源的选择要符合实验要求，以及测量仪器的准确性和灵敏度。
通过实验可以得出结论：光电流和光电压与光照强度呈线性关系，且与金属材料的工作函数有关。
光电倍增管实验是研究光电倍增管的性能和特性的实验。
在实验中，可以使用光电倍增管接收光信号，并通过放大来增强信号的强度。
实验中需要注意的是，光电倍增管的选择要符合实验要求，且光源的选择要适当。
通过实验可以得出结论：光电倍增管具有较高的增益和极好的线性特性，适用于低光强信号的检测和放大。
光电二极管实验是研究光电二极管的工作原理和特性的实验。
在实验中，可以使用光电二极管接收光信号，并通过测量光电流的变化来研究光电二极管的特性。
实验中需要注意的是，光源的选择要适当，且测量仪器的准确性和灵敏度要保证。
通过实验可以得出结论：光电二极管对光信号具有较高的响应速度和较低的噪声，适用于高速光信号的检测和测量。
除了上述实验外，光电技术还涉及到其他实验项目，如光电导实验、光电子能谱实验等。
这些实验都是通过测量光电效应的相关参数来研究光电技术的原理和应用。
在进行实验时，需要注意实验的设计和操作，保证实验结果的准确性和可靠性。
总结起来，光电技术是一门重要的学科，实验是学习光电技术的重要手段。
通过实验可以更好地理解光电技术的原理和应用。
在进行实验时，需要注意实验的设计和操作，保证实验结果的准确性和可靠性。
光电技术与试验绪论 北理工
激光雷达 德国：“VTB—1型” 遥测激光雷达，利用微 分吸收光谱学原理遥测 化学战剂，可实时地远 距探测并确定毒剂气溶 胶云的斜距、中心厚度、 中心角坐标以及毒剂相 关参数等。
例9.卫星遥感农作物产量
根据对太阳光的反射光谱
－－探测庄稼的病虫害、产量等。美国利用资源卫星 上的多光谱扫描仪估计小麦产量，与实际产量的误差小于3％
——02年珠海航展惯导产品
中国激光陀螺捷联惯导系统
俄罗斯改进空地制导武器
例2. 环形激光深孔内膛形貌检测系统
三一重工课题——油缸圆度检测: 误差< 50μm，如果圆度达不到要 求，油缸与活塞密封不良，出现 漏油，泵车不能载荷。
例2.环形激光深孔内膛形貌检测系统 油缸尺寸内径： 10~500mm 长度： 2～10m 测量精度： ～ 100μm
典型系统实例 (1)红外防盗报警系统
(2)光电计数器
典型系统实例 (3)锅炉水位的光电控制
典型系统实例 (4)稳定光源发光强度的自控系统
光电技术应用及发展
根据实现功能的不同，应用可以分为：
--测量检查：几何尺寸、运动参数、 光学参数、电磁参量 等
--控制跟踪： 激光制导、飞行物自动跟踪、 精密工作台自动定位、 有视觉能力的机器人 等
二、课程学习的宗旨
三、课程的主要内容
简单地讲就是： 哪些因素？（分析） 如何影响？（解释） 怎样解决？（预控）
课程简介
一、课程设置的意义
辐射度学、光度学基础
基本概念、基本定律、应用分析
光源
二、课程学习的宗旨
光源的基本特性参数、选择及简介
光电探测器
三、课程的主要内容
概述、光电子发射、光导、光伏、热 探测器及其他
光电技术实验报告
一、实验目的1. 理解光电效应的基本原理和规律。
2. 掌握光电探测器的性能参数测量方法。
3. 学习光电技术在实际应用中的具体应用。
二、实验原理光电效应是指光照射到金属表面时，金属表面会发射出电子的现象。
根据爱因斯坦的光电效应方程，光子的能量与电子的动能之间存在以下关系：E = hν = Ek + W其中，E为光子的能量，h为普朗克常数，ν为光的频率，Ek为电子的动能，W为金属的逸出功。
光电探测器是一种将光信号转换为电信号的装置，常用的光电探测器有光电二极管、光电三极管、光电倍增管等。
本实验主要研究光电二极管的性能参数。
三、实验仪器与设备1. 光电效应实验装置：包括光电管、光源、放大器、示波器等。
2. 光电探测器性能参数测试仪：用于测量光电二极管的暗电流、饱和电流、光电流、响应时间等参数。
3. 电源：提供实验所需的电压。
四、实验步骤1. 光电效应实验：（1）将光电管接入实验装置，调整光源的电压和电流，使光电管正常工作。
（2）打开示波器，观察光电管在不同电压下的伏安特性曲线。
（3）改变光源的频率，观察光电效应的规律。
2. 光电探测器性能参数测试：（1）将光电二极管接入性能参数测试仪，调整测试仪的电压和电流，使光电二极管正常工作。
（2）测量光电二极管的暗电流、饱和电流、光电流、响应时间等参数。
五、实验结果与分析1. 光电效应实验结果：（1）伏安特性曲线：随着电压的增加，光电管的电流逐渐增大，当电压达到一定值时，电流达到饱和。
（2）光电效应规律：光电效应的电流与光强成正比，与光的频率有关，当光的频率低于截止频率时，光电效应不发生。
2. 光电探测器性能参数测试结果：（1）暗电流：在无光照条件下，光电二极管的电流为暗电流，其大小反映了光电二极管的漏电流。
（2）饱和电流：当光强增加时，光电二极管的电流逐渐增大，当电流达到饱和时，光强的增加对电流的影响不再明显。
（3）光电流：光电二极管的光电流与光强成正比，其比例系数称为光电流灵敏度。
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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。