光电探测实验报告
光电技术实验讲义-光电探测部分报告
光电技术实验讲义--光电探测部分目录实验a 光电倍增管的静态和时间特性的测试 (2)实验b 光电探测器响应时间的测试 (9)验a 光电倍增管的静态和时间特性的测试光电倍增管是一种基于外光电效应(光电发射效应)的器件，由于其内部具有电子倍增系 统，所以具有很高的电流增益，从而能够检测到极微弱的光辐射。
光电倍增管的另一大优点是响应速度很快，因此其时间特性的描述和测量都与其它光电器件有所不同。
此外，光电倍增管的光电线性好，动态范围大，因而被广泛应用于各种精密测量仪器和装备中。
由于光电发射需要一定的光子能量，所以大多数光电倍增管工作在紫外和可见光波段，目前在近红外波段也有应用。
由于使用面广，现已有多种结构、多种特性的管子可供选择。
一、实验目的（1）熟悉光电倍增管的静态特性和时间特性，掌握光电倍增管的正确使用方法。
（2）学习光电倍增管的基本特性测量方法。
二、实验内容（1）测量光电倍增管静态特性参数； （2）测量光电倍增管时间特性参数。
三、基本原理 1.光电倍增营的主要特性和参数 光电倍增管的特性参数，有灵敏度、电流增益、光电特性、阳极特性、暗电流等效噪声功率和时间特性等。
下面介绍本实验涉及到的特性和参数。
（1）灵敏度 灵敏度是标志光电倍增管将光辐射信号转换成电信号能力的一个参数，一般指积分灵敏度，即白光灵敏度，单位取μA/lm 。
通常，光电倍增管的使用说明书中都分别给出了它的阴极灵敏度和阳极灵敏度，有时还需要标出阴极的蓝光、红光或红外灵敏度。
①阴极灵敏度 S k 阴极灵敏度S k 是指光电阴极本身的积分灵敏度。
测量时光电阴极为一极，其它各电极连在一起为另一极,在其间加上100～300V 电压，如图1－1所示。
照在阴极上的光通量通常选在10-9～10-2lm 的数量级，因为光通量过小会由于漏电流的影响而使光电流的测量准确度下降，而光通量过大也会引起测量误差。
②阳极灵敏度S A 阳极灵敏度S A 是指光电倍增管在一定工作电压下阳极输出电流与照在阴极面上光通量的比值。
光电探测技术实验报告
光电探测技术实验报告班级：08050341X学号：28*****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。
图（2）几种光敏电阻的光谱特性3、伏安特性:光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系。
按照图(3)分别测得偏压为2V、4V、6V、8V、10V、12V时的光电流，并尝试高照射光源的光强，测得给定偏压时光强度的提高与光电流增大的情况。
将所测得的结果填入表格并作出V/I曲线。
注意事项:实验时请注意不要超过光电阻的最大耗散功率P MAX, P MAX=LV。
光源照射时灯胆及灯杯温度均很高，请勿用手触摸，以免烫伤。
实验时各种不同波长的光源的获取也可以采用在仪器上的光源灯泡前加装各色滤色片的办法，同时也须考虑到环境光照的影响。
实验数据及结果:1.暗电流L暗=V暗/R L=3.678V/0.47M=7.82*10-6亮电流L亮=V亮/R L=2.212V/22.68k=9.75*10-5 2.偏压4V偏压6V偏压8V偏压10V偏压12V光电探测技术实验报告班级：08050341X学号：28姓名：宫鑫实验二光敏管的应用-----光控电路实验目的:了解光敏管在控制电路中的具体应用。
光电探测实验报告
光电探测技术实验报告班级：10050341学号：05姓名：解娴实验一光敏电阻特性实验一、实验目的1.了解一些常见的光敏电阻的器件的类型；2.了解光敏电阻的基本特性；3.测量不同偏置电压下的光敏电阻的电压与电流，并作出V/A曲线。
二、实验原理伏安特性显示出光敏电阻与外光电效应光电元件间的基本差别。
这种差别是当增加电压时，光敏电阻的光电流没有饱和现象，因此，它的灵敏度正比于外加电压。
光敏电阻与外光电效应光电元件不同，具有非线性的光照特性。
各种光敏电阻的非线性程度都是各不相同的。
大多数场合证明，各种光敏电阻均存在着分析关系。
这一关系为=ΦI kαΦ式中，K为比例系数；是永远小于1的分数。
光电流的增长落后于光通量的增长，即当光通量增加时，光敏电阻的积分灵敏度下降。
这样的光照特性，使得解算许多要求光电流与光强间必需保持正比关系的问题时不能利用光敏电阻。
光照的非线性特性并不是一切光敏半导体都必有的。
目前已有就像真空光电管—样，它的光电流随光通量线性增大的光敏电阻的实验室试样。
光敏电阻的积分灵敏度非常大，最近研究出的硒—鎘光敏电阻达到12A／lm，这比普通锑、铯真空光电管的灵敏度高120，000倍。
三、实验步骤1、光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流按照图1接线，电源可从+2V～+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/RL,亮电流L亮=V亮/RL，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。
2、伏安特性光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系即为伏安特性。
按照图1接线，分别测得偏压为2V、4V、6V、8V、10V时的光电流，并尝试高照度光源的光强，测得给定偏压时光强度的提高与光电流增大的情况。
将所测得的结果填入表格并做出V/I曲线。
图1光敏电阻的测量电路偏压2V4V6V8V10V12V 光电阻I四、实验数据实验数据记录如下：光电流：E/V246810U/V0.090.210.320.430.56I/uA1427.54255.270.5暗电流：0.5uA实验数据处理：拟合曲线如下：五、实验结论通过本次实验了解了一些常用的光敏电阻的类型、内部结构及其基本特性，也熟练掌握了光敏电阻的特性测试的方法。
光电探测实验报告
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为了光敏电阻，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彻底掩盖,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。
图(2)几种光敏电阻的光谱特性3、伏安特性:光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系。
按照图(3)分别测得偏压为 2V、4V、6V、8V、10V、12V 时的光电流，并尝试高照射光源的光强，测得给定偏压时光强度的提高与光电流增大的情况。
将所测得的结果填入表格并作出 V/I 曲线。
偏压 2V 4V 6V 8V 10V 12V光电阻 I光电阻 II注意事项:实验时请注意不要超过光电阻的最大耗散功率P MAX, P MAX=LV。
光源照射时灯胆及灯杯温度均很高，请勿用手触摸，以免烫伤。
实验时各种不同波长的光源的获取也可以采用在仪器上的光源灯泡前加装各色滤色片的办法，同时也须考虑到环境光照的影响。
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。
光电探测器特性测量实验报告
光电探测器特性测量实验报告实验目的：1.了解光电探测器的基本原理和工作方式；2.掌握光电探测器的特性测量方法；3.分析光电探测器的特性曲线。
实验仪器：1.光电探测器：用于将光信号转换为电信号，并测量光电流的大小。
2.光源：用于提供光信号，可以调节光强度。
3.测量设备：包括电流表、电压表和电阻箱，用于测量和调节光电流、光电压和负载电阻。
实验原理：光电探测器是一种能够将光信号转换为电信号的器件，其基本原理是利用光电效应。
当光照射到光电探测器的光敏面时，光子的能量会使光敏物质中的电子获得足够的能量而逸出，形成电子空穴对。
通过施加电场，将电子和空穴分离，形成电流，即光电流。
光电探测器的输出信号主要有光电流和光电压两种形式。
实验步骤：1.将光电探测器连接到电流表，将电阻箱调节到最大电阻，打开光源，并调节光强度到合适的数值。
2.记录电流表的读数，即为光电流的大小。
3.将光电探测器连接到电压表和负载电阻，调节电阻箱的电阻，使光电压维持一定的数值。
4.记录电压表和电流表的读数，并计算光电阻和负载电阻之间的电流。
5.将光电压和光电流绘制成特性曲线。
实验结果：根据记录的数据，得到了光电流和光电压的大小，并绘制了光电流-光电压特性曲线。
实验讨论：通过特性曲线的分析，可以看出光电探测器的工作特性。
在一定范围内，光电流随光电压的增加而增加，并呈线性关系。
当光电压达到一定值时，光电流趋于饱和，不再随光电压的增加而增加。
这是因为在较低的光电压下，光电子所带的能量与光电子轰击表面所需的能量相差较大，导致轰击效率较低。
而当光电压增加到一定值时，光电子所带的能量与光电子轰击表面所需的能量相差较小，导致轰击效率接近极限，几乎所有的光电子都能够轰击表面，所以光电流趋于饱和。
实验结论：本实验中，我们通过测量光电流和光电压的大小，得到了光电探测器的特性曲线，并根据曲线分析得出了光电探测器的工作特性。
实验结果与理论相符合，证明了光电探测器的基本原理和工作方式。
光电探测器实验报告
光电探测器实验报告光电探测器实验报告引言：光电探测器是一种能够将光信号转换为电信号的装置，广泛应用于光学通信、光电测量等领域。
本实验旨在通过实际操作，了解光电探测器的工作原理、特性以及应用。
一、实验目的本实验的目的是通过搭建实验电路，测量光电探测器的电流-电压特性曲线，了解其灵敏度、响应速度等参数，并探究不同波长光对光电探测器的影响。
二、实验装置与方法本实验所用的主要装置有光电探测器、光源、电流电压源、示波器等。
首先，将光电探测器与电流电压源相连接，然后将示波器与光电探测器并联，最后将光源对准光电探测器。
在实验过程中，我们将改变电流电压源的输出电压，记录光电探测器的输出电流，并观察示波器上的波形。
三、实验结果与分析通过实验测量，我们得到了光电探测器的电流-电压特性曲线，如图1所示。
从图中可以看出，当电压较小时，光电探测器的输出电流较小，随着电压的增加，输出电流逐渐增大。
当电压达到一定值后，输出电流基本保持稳定。
这是因为在低电压下，光电探测器的内部电场较弱，电子-空穴对的产生较少，因此输出电流较小。
随着电压的增加，内部电场增强，电子-空穴对的产生增多，导致输出电流增大。
当电压达到一定值后，内部电场已经达到饱和，此时输出电流基本保持稳定。
图1 光电探测器的电流-电压特性曲线另外，我们还对不同波长光对光电探测器的影响进行了实验。
通过改变光源的波长，我们测量了不同波长下光电探测器的输出电流。
实验结果显示，当光源的波长与光电探测器的工作波长匹配时，输出电流最大。
这是因为光电探测器对特定波长的光敏感度最高，其他波长的光则会引起较小的输出电流。
这一特性使得光电探测器在光学通信等领域中具有重要的应用价值。
四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了光电探测器的工作原理和特性。
光电探测器的电流-电压特性曲线反映了其灵敏度、响应速度等重要参数。
同时，不同波长光对光电探测器的影响也得到了验证。
这些实验结果有助于我们更好地理解光电探测器的应用和优化设计。
光电探测实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过实际操作，了解光电探测的基本原理和实验方法，掌握光电探测器的性能测试技术，并分析光电探测在现实应用中的重要性。
实验过程中，我们对光电探测器的响应特性、灵敏度、探测范围等关键参数进行了测试和分析。
二、实验原理光电探测器是一种将光信号转换为电信号的装置，广泛应用于光电通信、光电成像、环境监测等领域。
实验中，我们主要研究了光电二极管（Photodiode）的工作原理和特性。
光电二极管是一种半导体器件，当光照射到其PN结上时，会产生光生电子-空穴对，从而产生电流。
三、实验仪器与材料1. 光电二极管2. 光源（激光笔、LED灯等）3. 光电探测器测试仪4. 示波器5. 数字多用表6. 光纤连接器7. 光学平台8. 环境温度计四、实验步骤1. 光电二极管性能测试（1）将光电二极管与光源、测试仪连接，确保连接牢固。
（2）调整光源强度，观察光电探测器输出电流的变化，记录不同光照强度下的电流值。
（3）测试光电二极管在不同波长下的光谱响应特性，记录不同波长下的电流值。
2. 光电探测器灵敏度测试（1）调整环境温度，观察光电探测器输出电流的变化，记录不同温度下的电流值。
（2）改变光源距离，观察光电探测器输出电流的变化，记录不同距离下的电流值。
3. 光电探测器探测范围测试（1）在固定光源强度下，调整探测器与光源的距离，观察输出电流的变化，记录探测范围。
（2）在固定探测器与光源的距离下，调整光源强度，观察输出电流的变化，记录探测范围。
五、实验结果与分析1. 光电二极管性能测试实验结果表明，随着光照强度的增加，光电二极管输出电流逐渐增大。
在相同光照强度下，不同波长的光对光电二极管输出的电流影响不同，表明光电二极管具有光谱选择性。
2. 光电探测器灵敏度测试实验结果显示，随着环境温度的升高，光电二极管输出电流逐渐增大，表明光电探测器对温度具有一定的敏感性。
同时，在光源距离变化时，光电探测器输出电流也相应变化，说明光电探测器的探测范围与光源距离有关。
光电探测原理实验
光电探测原理实验以下是一个关于光电探测原理实验的简单介绍，包括实验步骤和实验结果的分析。
实验名称：光电效应实验实验目的：通过测量光电流对光强或光波长的变化，研究光电效应的机理。
实验原理：光电效应是指当金属或半导体材料受到光照时，会产生光电流或光电子。
根据爱因斯坦的光电效应理论，光电流的大小与光的强度成正比，与光的频率成非线性关系。
实验仪器：光电效应实验装置、电流计、光源、滤光片等。
实验步骤：1.搭建光电效应实验装置：将光源放在一端，将滤光片放在需要测量的光波长范围内，光线经过透镜后照射到光电阴极上。
2.调节滤光片，使得光电流在较大光强范围内变化。
记录下每个光强对应的电流值。
3.固定滤光片，调节光源的亮度，使得光强在较小范围内变化。
记录下每个光强对应的电流值。
4.整理数据，作图分析：根据实验记录的光强和电流数据，可以绘制出光强-电流的曲线。
根据实验结果，分析光电流与光强或光波长的关系。
实验结果分析：通过实验记录的数据，我们可以绘制出光强-电流的曲线。
根据实验结果分析，可以得出以下结论：1.光电流与光强呈正比关系：在较大光强范围内，光电流随光强的增加而增加。
这符合爱因斯坦的光电效应理论。
2.光电流与光波长呈非线性关系：在较小范围内，光电流随光波长的增加而减小。
这与光电效应理论中所述的波长较长的光子能量较小，不足以克服光电子的束缚能力相吻合。
3.光电流的最大值与光源的亮度有关：在一定范围内，光电流的最大值随着光源亮度的增加而增加。
这是因为光强增加时，有更多的光子通过透射，相应地导致更多的光电子产生。
这个实验可以进一步扩展的方向包括：通过调节金属或半导体材料的种类和制备方法，研究光电效应的特性；通过改变光强、光波长和光照时间等因素，探讨光电效应的动力学过程等。
总之，光电探测原理实验是一种简单而重要的实验方法，可以帮助我们深入了解光电效应的机理。
通过实验研究光电效应，不仅可以为光电器件的开发提供基础理论支持，也有助于拓展光电材料的应用领域。
光电探测器特性测量实验报告
光电探测器特性测量实验报告实验1 光电探测器光谱响应特性实验实验目的1. 加深对光谱响应概念的理解；2. 掌握光谱响应的测试方法；3. 熟悉热释电探测器和硅光电二极管的使用。
实验内容1. 用热释电探测器测量钨丝灯的光谱特性曲线；2. 用比较法测量硅光电二极管的光谱响应曲线。
实验原理光谱响应度是光电探测器对单色入射辐射的响应能力。
电压光谱响应度()v R λ定义为在波长为λ的单位入射辐射功率的照射下，光电探测器输出的信号电压，用公式表示，则为()()()v V R P λλλ=(1-1) 而光电探测器在波长为λ的单位入射辐射功率的作用下，其所输出的光电流叫做探测器的电流光谱响应度，用下式表示()()()i I R P λλλ=(1-2) 式中，()P λ为波长为λ时的入射光功率；()V λ为光电探测器在入射光功率()P λ作用下的输出信号电压；()I λ则为输出用电流表示的输出信号电流。
为简写起见，()v R λ和()i R λ均可以用()R λ表示。
但在具体计算时应区分()v R λ和()i R λ，显然，二者具有不同的单位。
通常，测量光电探测器的光谱响应多用单色仪对辐射源的辐射功率进行分光来得到不同波长的单色辐射,然后测量在各种波长的辐射照射下光电探测器输出的电信号()V λ。
然而由于实际光源的辐射功率是波长的函数，因此在相对测量中要确定单色辐射功率()P λ需要利用参考探测器（基准探测器）。
即使用一个光谱响应度为()f R λ的探测器为基准，用同一波长的单色辐射分别照射待测探测器和基准探测器。
由参考探测器的电信号输出（例如为电压信号）()f V λ可得单色辐射功率()=()()f P V R λλλ，再通过(1-1)式计算即可得到待测探测器的光谱响应度。
本实验采用单色仪对钨丝灯辐射进行分光，得到单色光功率()P λ ，这里用响应度和波长无关的热释电探测器作参考探测器，测得()P λ入射时的输出电压为()f V λ。
光电探测器特性测试实验
频率特性：非平衡载流子的产生与复合都有一个时间过程，在一定程度上影响了光敏电阻对变化光照的响应。
光照特性：即光生电动势，光电流与照度的关系。
光谱特性：取决于所采用的材料与制作工艺，同时也与温度有关。
频率特性：除了载流子运动因素外，还与材料，结构，光敏面的大小及使用条件有关。负载电阻越大、光敏面积越大、结电容越大，频率响应越差。
光电探测器特性测试实验
光电探测器是一种将辐射能转换成电讯号的器件，是光电系统的核心组成部分，在光电系统中的作用是发现信号、测量信号，并为随后的应用提取某些必要的信息。光电探测器的种类很多，新的器件也不断出现，按探测机理的物理效应可分为两大类：一类是利用各种光子效应的光子探测器，另一类是利用温度变化的热探测器。
1、光敏电阻
光敏电阻是用光电导体制成的光电器件，又称光导管．它是基于半导体光电效应工作的。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时可加直流电压，也可以加交流电压。当无光照时，光敏电阻值(暗电阻)很大，电路中电流很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值(亮电阻)急剧减少，因此电路中电流迅速增加。
光谱响应特性：由所用半导体材料的禁带宽度决定。PbS
2、光敏二极管
光敏二极管是一种光伏探测器，主要利用了PN结的光伏效应。对光伏探测器总的伏安特性可表达为
式中I中是流过探测器总电流，Iso二极管反向饱和电流，Is是光照时的光电流，q是电子电荷，V是探测器两端电压，k为玻耳兹曼常数，T器件绝对温度。
光实验报告电探测
一、实验目的1. 了解光电探测器的原理和特性；2. 掌握光电探测器光谱响应曲线的测量方法；3. 分析光电探测器的脉冲法、幅频特性法和截止频率法的应用。
二、实验原理光电探测器是一种将光信号转换为电信号的装置，其基本原理是光电效应。
当光照射到光电探测器表面时，光子将能量传递给电子，使电子从价带跃迁到导带，产生光电子。
这些光电子在外加电场的作用下，会形成电流，从而实现光信号向电信号的转换。
三、实验器材1. 光电二极管；2. 光源；3. 光谱分析仪；4. 脉冲信号发生器；5. 示波器；6. 阻抗箱；7. 数据采集卡。
四、实验步骤1. 光电二极管光谱响应曲线测量（1）将光电二极管与光谱分析仪连接，调整光源波长，使光谱分析仪输出光信号；（2）记录不同波长下光电二极管的输出电流，绘制光谱响应曲线。
2. 脉冲法测量（1）将光电二极管与脉冲信号发生器连接，调整脉冲信号发生器的输出频率；（2）使用示波器观察光电二极管输出电流的波形，记录电流峰值；（3）根据电流峰值和脉冲信号发生器的输出频率，计算光电二极管的响应时间。
3. 幅频特性法测量（1）将光电二极管与阻抗箱连接，调整阻抗箱的阻抗值；（2）使用示波器观察光电二极管输出电流的波形，记录电流峰值；（3）根据电流峰值和阻抗箱的阻抗值，计算光电二极管的幅频特性。
4. 截止频率法测量（1）将光电二极管与脉冲信号发生器连接，调整脉冲信号发生器的输出频率；（2）使用示波器观察光电二极管输出电流的波形，记录电流峰值；（3）根据电流峰值和脉冲信号发生器的输出频率，计算光电二极管的截止频率。
五、实验结果与分析1. 光电二极管光谱响应曲线根据实验数据，绘制光电二极管的光谱响应曲线。
从曲线可以看出，光电二极管在特定波长范围内具有较高的灵敏度。
2. 脉冲法测量根据实验数据，计算光电二极管的响应时间为t = 0.1μs。
3. 幅频特性法测量根据实验数据，计算光电二极管的幅频特性为 f = 1MHz。
光电探测_电路实验报告
一、实验目的1. 了解光电探测的基本原理和电路组成。
2. 掌握光电探测器电路的设计方法和实验技能。
3. 熟悉光电探测器的性能测试方法，并分析实验结果。
二、实验原理光电探测器是将光信号转换为电信号的器件，其基本原理是光电效应。
当光照射到光电探测器上时，会产生光生电子，从而在探测器两端产生电信号。
本实验主要研究光电二极管和光敏电阻两种光电探测器。
三、实验仪器与设备1. 光源：LED灯、激光器等。
2. 光电探测器：光电二极管、光敏电阻等。
3. 放大器：低频放大器、高频放大器等。
4. 测量仪器：示波器、万用表、信号发生器等。
5. 实验电路板：包含光电探测器、放大器、电源等组件。
四、实验内容及步骤1. 光电二极管特性测试（1）搭建实验电路，将光电二极管与低频放大器相连，并接入电源。
（2）调整光源，使光照射到光电二极管上。
（3）使用示波器观察光电二极管输出信号的波形和幅度。
（4）改变光源强度，观察光电二极管输出信号的变化，分析光电二极管的响应特性。
2. 光敏电阻特性测试（1）搭建实验电路，将光敏电阻与低频放大器相连，并接入电源。
（2）调整光源，使光照射到光敏电阻上。
（3）使用示波器观察光敏电阻输出信号的波形和幅度。
（4）改变光源强度，观察光敏电阻输出信号的变化，分析光敏电阻的响应特性。
3. 光电探测器电路设计（1）根据实验要求，设计光电探测器电路，包括光电探测器、放大器、滤波器等组件。
（2）搭建实验电路，并接入电源。
（3）调整电路参数，使光电探测器电路满足实验要求。
4. 光电探测器电路性能测试（1）使用示波器观察光电探测器电路输出信号的波形和幅度。
（2）调整光源强度，观察光电探测器电路输出信号的变化，分析电路性能。
五、实验结果与分析1. 光电二极管特性测试结果（1）光电二极管输出信号随光源强度增加而增强，符合光电效应原理。
（2）光电二极管输出信号具有较好的线性关系，适合用于光电检测。
2. 光敏电阻特性测试结果（1）光敏电阻输出信号随光源强度增加而减小，符合光敏电阻特性。
光电探测实验
光电探测实验目录实验一 LD/LED的P-I-V特性曲线测试...................... - 2 -实验二光电探测原理实验................................ - 11 -实验三光电探测器直流特性测试.......................... - 22 -实验四光纤端面处理、耦合及熔接........................ - 26 -实验五光纤衰减系数的测试............................. - 32 -实验六光电倍增管特性参数的测试........................ - 36 -实验一 LD/LED 的P-I-V 特性曲线测试一、实验目的1、通过测量LD 半导体激光器域值电流、LED 发光二极管和LD 半导体激光器的输出功率－电流（P-I ）特性曲线和电压－电流（V -I ）特性曲线，计算阈值电流（Ith ）和外微分量子效率，从而对LED 发光二极管和LD 半导体激光器工作特性有个基本了解。
2、了解温度（T ）对阈值电流（Ith ）和光功率（P ）的影响。
二、实验内容1、测试YSLED3215型LED 发光二极管的电压－电流（V -I ）特性曲线。
2、测试YSLED3215型LED 发光二极管的输出功率与电流（P-I ）特性曲线。
3、测试YSLD3125型半导体激光器电压－电流（V -I ）特性曲线。
4、测试YSLD3125型半导体激光器输出功率与电流（P-I ）特性曲线。
5、测试YSLD3125型半导体激光器工作域值电流。
6、测试LD 温度特性。
三、实验仪器1、YSLD3125型半导体激光二极管（带尾纤输出，FC 型接口） 1只2、YSLED3215型发光二极管 1只3、ZY606 LD/ LED 电流源 1台4、温控器（可选） 1台5、光功率计 1台6、万用表 1台四、实验原理1、激光器一般知识激光器是使工作物质实现粒子数反转分布产生受激辐射，再利用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光振荡的。
光电探测实验报告
光电探测实验报告实验目的：1.了解光电效应的基本原理；2.学习使用光电探测器进行光电测量；3.探究不同光源对光电效应的影响。
实验仪器：1.光电探测器；2.不同波长的光源；3.滤波片；4.电压源；5.电流表；6.多用万用表；7.电极接线板。
实验原理：光电效应是指物质受光照射后产生电磁辐射的现象。
在光电探测实验中，我们使用光电探测器来测量光电效应。
实验步骤：1.搭建实验装置。
将光电探测器接入电路中，将电压源与光电探测器相连，将电流表接在光电探测器的电极上。
2.测量光电效应的基本关系。
首先，使用电压源调节电压，将光电探测器的电流调至最大值。
然后，使用多用万用表测量光电流。
3.测量不同波长光源对光电效应的影响。
依次使用不同波长的光源照射光电探测器，并记录相应的电流值。
4.测量滤波片对光电效应的影响。
在实验中加入滤波片，并记录不同滤波片条件下的光电流值。
5.分析实验结果，并得出结论。
实验数据：波长(纳米)，电压(V)，光电流(安培)------------，---------，--------------400，2，0.005500，2，0.004600，2，0.003实验结果分析：根据实验数据，可以得出以下结论：1.光电效应的光电流随着光源波长增加而减小，说明光电效应受光源波长的影响。
2.在相同电压下，不同波长的光源产生的光电流大小存在差异。
3.使用滤波片可以改变光源光电流的大小，进一步证明光电效应受光源波长的影响。
实验结论：1.光电效应的光电流与光源的波长有关，光源波长越长，光电流越小。
2.不同波长的光源产生的光电流存在差异，反映了光电效应对不同波长光的灵敏度。
实验总结：通过这次光电探测实验，我们对光电效应有了更深入的了解。
光电效应是一种重要的物理现象，广泛应用于光电能转换、光电仪器等领域。
掌握了光电探测器的使用方法，我们可以更加准确地测量和利用光电效应。
实验结果也使我们认识到光电效应对光源波长的灵敏度，这对于光学仪器的设计和光电器件的选择有着重要的指导意义。
实验一 光电探测器特性测试实验.
实验一光电探测器特性测试实验一、实验目的1、学习光电探测器响应度及量子效率的概念2、掌握光电探测器响应度的测试方法3、了解光电探测器响应度对光纤通信系统的影响二、实验内容1、测试1310nm 检测器I-P 特性2、根据I-P 特性曲线,得出检测器的响应度并计算其量子效率三、实验仪器1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 1台2、光功率计 1台3、FC-FC 单模光跳线 1根4、万用表 1台5、连接导线1根四、实验原理在光纤通信工程中,光检测器(photodetector ,又称光电探测器或光检波器。
按其作用原理可分为热器件和光子器件两大类。
前者是吸收光子使器件升温,从而探知入射光能的大小,后者则将入射光转化为电流或电压,是以光子-电子的能量转换形式完成光的检测目的。
最简单的光检测器就是p-n 结,但它存在许多缺点,光纤通信系统中,较多采用p-i-n 光电二极管(简称PIN 管及雪崩光电二极管(APD 管,都是实现光电转换的半导体器件。
在给定波长的光照射下,光检测器的输出平均电流与入射的光功率平均值之比称响应率或响应度。
简言之,即输入单位的光功率产生的平均输出电流,R 的单位为A/W 或uA/uW 。
其表达式为:P I R p = (1-1响应率是器件外部电路中呈现的宏观灵敏特性,而量子效率是内部呈现的微观灵敏特性。
量子效率是能量为h υ的每个入射光子所产生的电子-空穴载流子对的数量:hvP eP //I =入射到器件上的光子数对数通过结区的光生载流子=η (×100% (1-2上式中,e 是电子电荷;υ为光的频率。
通过测试I P 与P 的关系,即可计算获得检测器的量子效率,其中光电检测器的量子效率与响应度的关系为:24.1ηλ=R (1-3在波长确定的情况下,通过测试得到一定光功率下检测器输出的电流,即可获得检测器的响应度及量子效率的大小,从而了解检测器的性能指标。
实验箱中,1310nm 与1550nm 两个波长使用的检测器均为PIN 光电二极管,用光功率计测试得到光发端机输出的平均光功率,然后再测试得到光收端机检测得到的响应电流,改变光发端机输出功率,作检测器端的I-P 特性曲线,曲线斜率即为特定波长下的响应度。
实验2光电探测原理实验
实验2 光电探测原理实验
实验目的
1、了解光照度基本知识；
2、了解光照度测量基本原理；
3、学会光照度的测量方法。
实验内容
对光照度进行测量，观察现象。
实验仪器
光电探测原理实验箱 1台
实验步骤
1、插上三相电源线，打开电源开关。
2、顺时针缓慢调节“光照度调节”旋钮，增大光照度，观察照度值的变化。
当表头显示为“1＿”时，说明已经超过量程，此时应更换量程为200Lx档。
3、继续缓慢增大光照度，观察照度值的变化。
当表头显示为“1＿”时，说明已经超过量程，此时应更换量程为2000Lx档。
4、继续缓慢增大光照度，观察照度值的变化，注意观察在相邻量程转换时候的数值变化。
5、将“光照度调节”旋钮调至最小值位置，照度计档位调到20Lx档，关闭电源。
实验结果
通过实验现象发现，测试结果基本与实验原理吻合，由于仪器的精度等问题，误差是不可避免的；
心得体会：
通过该实验基本了解了光照度的基本知识；了解了光照度测量基本原理；并且学会了光照度的测量方法；虽然在测量过程中，遇到些许问题，但通过不断的调试与发现，最终排除错误，达到实验要求的结果。
思考题
光照度不变，在量程转换的时候照度值读数有什么不同？试分析一下原因。
答：？？？？？？。
光电探测原理实验报告 南邮
光电探测原理实验报告南邮摘要:采用四象限探测器作为光电定向实验，学习四象限探测器的工作原理和特性，同时掌握四象限探测器定向的工作方法。
实验中，四象限探测器的四个限区验证了具有完全一样的光学特性，同时四象限的定向具有较良好的线性关系。
关键词:光电定向四象限探测器1、开场白随着光电技术的发展，光电探测的应用也越来越广泛，其中光电定向作为光电子检测技术的重要组成部分，是指用光学系统来测定目标的方位，在实际应用中具有精度高、价格低、便于自动控制和操作方便的特点，因此在光电准直、光电自动跟踪、光电制导和光电测距等各个技术领域得到了广泛的应用。
光电定向方式有扫描式、调制盘式和四象限式，前两种用于连续信号工作方式，后一种用于脉冲信号工作方式。
，由于四象限光电探测器能够探测光斑中心在四象限工作平面的位置，因此在激光准直、激光通信、激光制导等领域得到了广泛的应用［1］. 本光电定向实验装置采用激光器作为光源，四象限探测器作为光电探测接收器，采用目前应用最广泛的`一种光电定向方式现直观，快速定位跟踪目标方位。
定向原理由两种方式完成：1、硬件模拟定向，通过模拟电路进行坐标运算，运算结果通过数字表头进行显示，从而显示出定向坐标；2、软件数字定向，通过AD转换电路对四个象限的输出数据进行采集处理，经过单片机运算处理，将数据送至电脑，由上位机软件实时显示定向结果。
本实验系统就是根据光学雷达和光学制导的原理而设计的，利用其光电系统可以轻易、间接地测定目标的方向。
使用650nm激光器搞光源，用四象限探测器表明光源方向和强度。
通过实验，可以掌控四象限光电探测器原理，并观测至红外红外线电磁辐射至四象限探测器上的边线和强度变化。
并利用实验仪展开设计性实验等内容，将光学定向应用领域至各领域中[2]。
2、实验原理2.1、系统了解光电定向是指用光学系统来测定目标的方位，在实际应用中具有精度高、价格低、便于自动控制和操作方便的特点，因此在光电准直、光电自动跟踪、光电制导和光电测距等各个技术领域获得了广为的应用领域。
光电检测实验报告
光电检测实验报告光电检测实验报告引言：光电检测是一种常见的实验方法，通过光电效应原理，将光信号转化为电信号进行测量和分析。
本次实验旨在通过搭建光电检测系统，探索光电效应在不同条件下的特性，并研究其在实际应用中的潜力。
一、实验装置的搭建实验装置由光源、光电探测器和信号处理器组成。
光源可以选择激光器、LED 等，而光电探测器则包括光电二极管、光电倍增管等。
信号处理器用于放大和转换光电信号，常见的有放大器、滤波器等。
二、光电效应的研究光电效应是指当光照射到物质表面时，光子能量被物质吸收，从而产生电子的现象。
实验中，我们通过改变光源的强度和波长，以及调整光电探测器的位置和方向，研究光电效应的特性。
1. 光源强度对光电效应的影响在实验中，我们使用不同强度的光源照射光电探测器，记录下光电流的变化情况。
实验结果显示，光源强度越大，光电流也越大，这表明光电效应与光源的强度呈正相关关系。
2. 光源波长对光电效应的影响我们使用不同波长的光源照射光电探测器，观察光电流的变化。
实验结果显示，不同波长的光源对光电效应的影响不同。
在可见光范围内，短波长的光源产生的光电流较大，而长波长的光源产生的光电流较小。
这说明光电效应与光源的波长呈负相关关系。
三、光电检测在实际应用中的潜力光电检测技术在许多领域中有着广泛的应用，如光电传感器、光电测距仪等。
以下是一些实际应用案例：1. 光电传感器在自动化生产中的应用光电传感器可以通过光电效应检测物体的存在与否，广泛应用于自动化生产线上。
例如，在汽车制造过程中，光电传感器可以检测零件的位置和质量，实现自动化装配和质量控制。
2. 光电测距仪在测量领域中的应用光电测距仪利用光电效应测量物体与测距仪之间的距离。
它可以应用于建筑测量、地质勘探等领域。
例如，在建筑测量中，光电测距仪可以快速、准确地测量建筑物的高度和距离，提高测量效率。
结论：通过本次实验，我们搭建了光电检测系统，并研究了光电效应在不同条件下的特性。
光电探测实验报告体会
光电探测实验报告体会实验概述在本次实验中，我们学习了光电效应的基本原理，并通过搭建光电探测系统来观察和测量光电效应产生的电流和电压。
实验中我们使用了光电效应的经典实验仪器，包括光源、光栅、光电探测器等，通过调节实验参数，如入射光强度、光波长、光电探测器表面材料等，来研究和探索光电效应的各种规律和特性。
实验目的本次实验的目的是通过实际操作，加深对光电效应的理解，并进一步学习如何应用光电探测技术进行测量和检测。
同时，通过观察和记录实验现象和数据，分析实验结果，总结实验经验和体会，提高科学实验的设计和操作技能。
实验装置与步骤实验装置主要包括光源、光栅、光电探测器和测量设备。
实验步骤如下：1. 搭好实验装置并确认系统工作正常；2. 调节光源亮度和光电探测器的位置，确保探测到的电流和电压信号稳定；3. 在一定范围内改变入射光波长，并观察光电流和光电压的变化；4. 固定光波长，改变光源亮度，测量光电流和光电压的关系；5. 记录实验数据并进行分析。
实验结果与分析通过实验观察和数据测量，我们得到了以下结果和分析：1. 光电流与光电压与入射光强度成正比关系；2. 光电流与光电压与光波长有关，当光波长增大时，光电流和光电压呈指数增长；3. 改变光电探测器表面材料可以改变光电效应的灵敏度和响应特性。
实验结果与理论预期相符，验证了光电效应的基本规律和特性。
通过分析数据，我们可以进一步推导出光电效应的数学表达式，并用于实际应用中的光电探测和测量。
实验总结与体会通过本次实验，我对光电效应有了更深入的理解，学习到了如何设计和搭建光电探测系统，以及如何准确测量和分析光电信号。
同时，我也体会到了进行科学实验的重要性和意义：1. 科学实验是理论知识的验证和实践应用的重要环节；2. 实验过程需要细心和耐心，保证实验数据的准确性和可靠性；3. 数据分析是实验成果的重要组成部分，需要具备科学思维和严密的推理能力。
此外，本次实验还让我认识到光电探测技术在现代科学和工程领域的重要性，特别是在光学通信、太阳能发电、光电传感器等领域的应用。
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光电探测技术实验报告班级：10050341学号：05姓名：解娴实验一光敏电阻特性实验一、实验目的1.了解一些常见的光敏电阻的器件的类型；2.了解光敏电阻的基本特性；3.测量不同偏置电压下的光敏电阻的电压与电流，并作出V/A曲线。
二、实验原理伏安特性显示出光敏电阻与外光电效应光电元件间的基本差别。
这种差别是当增加电压时，光敏电阻的光电流没有饱和现象，因此，它的灵敏度正比于外加电压。
光敏电阻与外光电效应光电元件不同，具有非线性的光照特性。
各种光敏电阻的非线性程度都是各不相同的。
大多数场合证明，各种光敏电阻均存在着分析关系。
这一关系为式中，K为比例系数；是永远小于1的分数。
光电流的增长落后于光通量的增长，即当光通量增加时，光敏电阻的积分灵敏度下降。
这样的光照特性，使得解算许多要求光电流与光强间必需保持正比关系的问题时不能利用光敏电阻。
光照的非线性特性并不是一切光敏半导体都必有的。
目前已有就像真空光电管—样，它的光电流随光通量线性增大的光敏电阻的实验室试样。
光敏电阻的积分灵敏度非常大，最近研究出的硒—鎘光敏电阻达到12A／lm，这比普通锑、铯真空光电管的灵敏度高120，000倍。
三、实验步骤1、光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流按照图1接线，电源可从+2V～+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/RL,亮电流L亮=V亮/RL，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。
2、伏安特性光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系即为伏安特性。
按照图1接线，分别测得偏压为2V、4V、6V、8V、10V时的光电流，并尝试高照度光源的光强，测得给定偏压时光强度的提高与光电流增大的情况。
将所测得的结果填入表格并做出V/I曲线。
图1光敏电阻的测量电路偏压2V4V6V8V10V12V 光电阻I四、实验数据实验数据记录如下：光电流：E/V246810U/V0.090.210.320.430.56I/uA1427.54255.270.5暗电流：0.5uA实验数据处理：拟合曲线如下：五、实验结论通过本次实验了解了一些常用的光敏电阻的类型、内部结构及其基本特性，也熟练掌握了光敏电阻的特性测试的方法。
随着偏置电压的增加，光敏电阻的伏安特性曲线呈线性增长。
实验二光源光功率测试实验一、实验目的1.了解光功率计的原理；2.掌握光功率计的使用方法；3.了解不同光源的功率值。
二、实验原理采用美国相干公司的光功率计测量，其工作原理为：光功率计是测量光纤上传送的信号强度的设备，用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。
在光纤系统中，测量光功率是最基本的。
光功率计的原理非常像电子学中的万用表，只不过万用表测量的是电子，而光功率计测量的是光。
通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。
用光功率计与稳定光源组合使用，组成光损失测试器，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。
三、实验步骤分别测量了红光激光器、绿光激光器和白光光源：1.打开光功率计，预热一段时间；2.将波长设置为红光激光器的波长；3.打开对应激光器，在光功率计上测得其光功率值；4.依次将波长设置为绿光激光器和白光光源的波长，重复第3步。
5.记录测得数据值。
四、实验数据实验数据记录如下：五、实验结论通过此次光源光功率测试实验，初步了解了光功率计的工作原理及光功率的测量方法，学会了光功率计的使用。
通过实验对光的功率有了一个直观的认识，而且提高了我们的动手能力。
实验三光电位置敏感器件---PSD传感器一、实验目的1.了解光电位置敏感器件的内部结构；2.了解PSD传感器的工作原理；3.学会使用PSD传感器测量微小位移。
二、实验原理PSD测试系统的基本组成：本测试系统主要有PSD基座、半导体激光器、反射屏、PSD及处理电路单元组成，其结构框图如图2所示。
图2 PSD测试系统结构框图半导体激光器能输出频率单一，能量集中，功率稳定性好的光信号，具有体积小、亮度高、重量轻、方向性好、寿命长、抗冲击性能好等优点。
所以采用半导体激光器作为光电测试系统的光源。
由于PSD器件对光点位置的变化非常敏感而对光斑的形状无严格要求，即输出信号与光的聚焦无关，只与光的能量中心有关，所以让反射屏连接在一个带有螺旋测微仪的平台上，通过旋转螺旋测微仪来改变反射体离激光器的距离从而改变光线照在聚光透镜上的位置最终达到改变光点离PSD中心的距离。
其光路图如图 3。
图 3 PSD 测试系统的光路图由PSD 的工作原理及其探测位置线性度的讨论可知，从PSD 电极输出的电信号并不直接是位置信号，必须对这些电信号进一步处理才能得到光斑的入射位置。
当允许将PSD 封装起来使用而且入射光比较强时，可以忽略背景光电流和暗电流，即采用恒定连续光源，光电流为直流信号，处理电路框图如图4所示（即PSD 处理电路单元），前置处理部分将从PSD 两电极输出的微弱电流转换成电压并放大，运算处理部分按照位置公式将两路电压信号相加、相减和相除，最终输出位置信号。
图 4 PSD 处理电路单元三、实验步骤1、通过基座上端圆形观察孔观察PSD 器件及在基座上的安装位置,连接好透镜1 透镜2A BCbc LDPSDaPSD器件与处理电路,开启仪器电源,输出端Vo接电压表,此时因无光源照射,PSD 前聚焦透镜也无因光照射而形成的光点照射在PSD器件上,Vo输出的为环境光的噪声电压,试用一块遮光片将观察圆孔盖上,观察光噪声对输出电压的变化。
2、将激光器插头插入“激光电源”插口，激光器安装在基座圆孔中并固定。
注意激光束照射到反射面上时的情况，光束应与反射面垂直。
旋转激光器角度，调节激光光点，（必要时也可调节PSD前的透镜）使光点尽可能集中在器件上。
3、仔细调节位移平台，用电压表观察输出电压VO的变化，当输出为零时，再分别测两路信号电压输出端VO1、VO2的电压值，此时两个信号电压应是基本一致的。
4、从原点开始，位移平台分别向前和向后位移10mm,因为PSD器件对光点位置的变化非常敏感，故每次螺旋测微仪旋转10格（1/10mm）,并将位移值（mm）与输出电压值（V0）记录列表，做出V/X曲线，求出灵敏度S，S＝△V/△X。
根据曲线分析其线性。
四、实验数据向前移位时的测量数据：向后移位时的测量数据：曲线拟合：灵敏度： =∆∆=XVS 10.048958 =∆∆=XVS 20.043364 五、实验结论通过本次试验了解了光电位置敏感器件的内部结构及PSD 传感器的工作原理。
并且实验中学会了使用PSD 传感器测量微小位移。
通过整理实验数据，得到了PSD 传感器的灵敏度。
实验四 CCD 摄像法测径实验一、实验目的1. 通过实验了解CCD 实验仪器的安装及操作；2. 了解CCD 实验仪的测量原理及相应的算法；3. 熟练掌握使用CCD 实验仪器测量圆孔直径。
二、实验原理测量原理：测量系统在图像获取环节首先通过CCD 摄像机摄取物体图像，接着经图像采集卡进行数据采集和处理后由图像采集程序将其转化为位图文件存放到硬盘中。
随后在测量程序中打开此文件，用户根据测量目的剪取感兴趣的图像区域，然后再经过图像处理和分析得到测量结果。
整个测量过程依据几何成像原理，即根据透镜成像原理建立物面与像面上对应点之间的几何对应关系。
如图5所示，待测物休通过物镜成像在CCD 光敏元上，在经过摄像机输出、采样、量化可得到与物体尺寸成一定比例的数字图像。
量化后可得确立这种比例关系即可实现实际尺寸的测量。
然而由于实际的镜头与理论卜的理想透镜有较大差别，其物像关系也不是和理想透镜成像公式描述的那么简单，所以在本测量系统中采用了实验标定的方法，即通过对标准件的测量实验确立物像间的尺寸比例关系。
实际标定时，我们使用标准量块作为试件，首先利用区域分割从图像中分离目标物体，然后提取并细化其边缘，通过测量程序拟和边缘及计算其长宽所占的像素跨距N。
在已知其长宽的实际尺寸W的条件下，系统放大比例系数可通过公式K=W/N计算获得，它表示了一个像素对应的目标空间的实际尺寸。
在测量程序输出像素个数计算结果的基础上乘以相应的K值即可获得实际尺寸的测量结果。
为了避免随机误差的干扰，我们采取了多次标定取平均值的方法。
图5. 几何成像图圆形尺寸测量算法：我们知道最能全面描述图像统计性质的就是它的统计分布规律。
根据理论定义的形状描述是非常有实际意义的，离散图像f (x, y)的矩定义为:（1）如果是二值图像，则矩可按下式计算:p qpq j i m i j =∑∑ (2)用目标的距可以求出它的A 心坐标:(3)本系统中对圆的测量就是利用了圆心与重心重合的特点，首先对物体图像采用统计排序滤波器进行滤波，然后选取阀值将图像转化为二值图像，利用公式(2) (3)计算其重心即圆心坐标。
再对滤波后的图像进行边缘检测确定其边缘点，通过这些边缘点与圆心计算出半径的平均值和均方差。
然后根招 3σ原则剔除伪边缘点，再重复计算圆心和半径一次从而得到测量结果。
三、实验步骤（一）在被测物前安装好摄像头，连接CCD 稳压电源，视频线正确连接图像卡与摄像头。
（二）检查无误后进入测量程序，启动图像采集后，屏幕窗口即显示被测物的图像，适当地调节CCD的镜头前后位置，使目标图像最为清晰。
需要注意的是，如果不能正常显示图像时，检查设置的视频标准是否正确，设置如下：（1）打开BtWDMCap（2）选择工具栏的Option/video Capture Filter（3）在视频标准中选择PAL—N（三）尺寸标定：先取一标准直径圆形目标（D0=10mm），根据测试程序测定其屏幕图像的直径D1（单位用象素表示），则测量常数K=D1/D0。
软件操作具体如下：<1>调整CCD摄像机与物体之间的距离，使得物体显示最清晰，记下物距；<2>使用捕捉（capture）采集图片，即点击按钮，并指定地方保存图片；<3>进行中值滤波，点击按钮；<4>选择阀值点进行对图像二值化，点击按钮,然后拖动滑块。
<5>进行二值化处理，点击按钮；<6>二值化后进行直径测量,点击按钮，把鼠标拖到二值化后的圆形图上，右边条形块中的Distance显示的数据就是图像像素长度（即像素跨距），然后进行计算物体实际长度。
（四）保持CCD镜头与位移平台距离不变，更换另一未知直径的圆形目标，利用测试程序测得其在屏幕上的直径，除以系数K，即得该目标的直径。
四、实验数据可求得大圆直径R=(380.76585/298.71387)*10=12.75mm五、实验结论通过本次实验了解了CCD实验仪器的内部结构及其简单的安装与操作方法，同时也了解了CCD实验仪器的测量原理及相应的算法。