光电技术课程设计与光电信息综合实验
光电系统课程设计
光电系统课程设计一、教学目标本章节的教学目标是让学生掌握光电系统的基本原理和应用，培养学生对光电技术的兴趣和好奇心，提高学生的实验操作能力和科学思维能力。
具体来说，知识目标包括了解光电系统的基本组成、工作原理和应用领域；技能目标包括能够使用光电设备进行实验操作，分析实验数据并得出结论；情感态度价值观目标包括培养学生对科学探究的热爱，增强学生对光电技术的自信心和责任感。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括光电系统的基本原理、光电设备的组成和操作、光电技术的应用等。
具体来说，教学大纲如下：1.光电系统的基本原理：介绍光电效应、光电器件的工作原理等；2.光电设备的组成和操作：介绍光电设备的结构、功能和使用方法；3.光电技术的应用：介绍光电技术在各个领域的应用案例。
三、教学方法为了实现教学目标，本章节将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
包括讲授法、实验法、讨论法等。
具体来说：1.讲授法：通过讲解光电系统的基本原理和应用，帮助学生建立理论知识框架；2.实验法：通过实验操作和数据分析，培养学生对光电技术的实践能力和科学思维；3.讨论法：通过小组讨论和问题解答，激发学生的学习兴趣和主动性。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本章节将准备以下教学资源：1.教材：选用光电系统相关教材，提供理论知识的学习材料；2.实验设备：准备光电实验设备，供学生进行实验操作；3.多媒体资料：提供光电系统相关视频、图片等多媒体资料，丰富学生的学习体验。
五、教学评估本章节的教学评估将采用多种方式进行，以全面、客观地评估学生的学习成果。
具体包括以下几个方面：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，以考察学生的学习态度和积极性；2.作业：布置相关的作业，评估学生的理解和掌握程度；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和数据分析能力；4.考试：设置期末考试，全面考察学生对光电系统知识的掌握和应用能力。
六、教学安排本章节的教学安排将根据学生的作息时间和兴趣爱好进行合理规划。
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。
光电检测技术课程设计
光电检测技术 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握光电检测技术的基本原理，理解光电效应、光电器件的工作机制及其在检测中的应用；2. 使学生了解不同类型的光电传感器及其特点，能根据实际需求选择合适的光电传感器；3. 引导学生掌握光电检测系统中的信号处理方法，了解相关检测电路的设计与实现。
技能目标：1. 培养学生运用光电检测技术解决实际问题的能力，能进行简单的光电检测系统设计；2. 提高学生动手实践能力，能正确操作光电传感器及相关检测设备，进行数据采集和处理；3. 培养学生团队协作和沟通能力，能在小组合作中共同完成光电检测系统的设计与调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对光电检测技术及其应用的兴趣，激发创新意识，提高学习积极性；2. 增强学生的环保意识，了解光电检测技术在环保、节能等领域的重要作用；3. 引导学生树立正确的价值观，认识到光电检测技术在国家经济发展和国防建设中的地位和作用。
课程性质：本课程为高二年级物理选修课程，结合物理知识和实际应用，注重理论与实践相结合。
学生特点：高二学生在物理知识方面具备一定基础，具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力，对新技术和新设备充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，提高学生的主动学习能力；注重实践操作，培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过本课程的学习，使学生能够将光电检测技术应用于实际生活和工作中，为我国光电产业的发展做出贡献。
二、教学内容1. 光电检测技术基本原理- 光电效应（光电导效应、光伏效应、光生伏特效应）- 光电器件（光敏二极管、光敏三极管、光电管、光电耦合器）2. 光电传感器及其应用- 不同类型的光电传感器（环境光传感器、位置传感器、转速传感器等）- 光电传感器的选型与应用3. 光电检测系统设计- 信号处理方法（模拟信号处理、数字信号处理）- 检测电路设计与实现（放大电路、滤波电路、信号转换电路等）4. 实践操作与案例分析- 光电传感器操作与调试- 光电检测系统设计实例分析- 小组项目：设计并实现一个简易的光电检测系统教学大纲安排：第一周：光电检测技术基本原理学习，了解光电器件的工作机制；第二周：学习光电传感器及其应用，进行光电传感器选型分析；第三周：学习光电检测系统设计，掌握信号处理方法和检测电路设计；第四周：实践操作与案例分析，小组项目设计与实施；第五周：项目展示与评价，总结课程学习成果。
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。
光电信息课程设计
光电信息课程设计一、教学目标本章节的教学目标分为三个维度：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
1.知识目标：学生需要掌握光电信息的基本概念、原理和应用，了解光电技术的发展趋势。
2.技能目标：学生能够运用光电信息知识解决实际问题，提高动手能力和创新能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对光电技术的兴趣和热情，增强民族自豪感，树立正确的科学观。
二、教学内容本章节的教学内容分为五个部分：光电信息的基本概念、光电元件、光电检测技术、光电信息技术应用、光电技术的发展趋势。
1.光电信息的基本概念：光的传播、光电效应、光的波动性等。
2.光电元件：光电探测器、光电开关、光电二极管等。
3.光电检测技术：光电信号的放大、滤波、线性拟合等。
4.光电信息技术应用：光纤通信、光电显示、光电存储等。
5.光电技术的发展趋势：集成光学、量子光学、生物光学等。
三、教学方法本章节的教学方法采用多种手段，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：教师讲解光电信息的基本概念、原理和应用。
2.讨论法：学生分组讨论光电技术在生活中的应用，分享心得体会。
3.案例分析法：分析具体的光电项目，让学生了解光电技术在实际中的应用。
4.实验法：学生动手进行光电实验，巩固理论知识。
四、教学资源本章节的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的光电信息知识。
2.参考书：提供丰富的参考资料，帮助学生拓展知识面。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等，增强课堂教学的趣味性。
4.实验设备：购置先进的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本章节的教学评估主要包括平时表现、作业、考试等评估方式，以全面、客观、公正地反映学生的学习成果。
1.平时表现：评估学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，鼓励学生积极发言。
2.作业：布置适量的作业，检查学生对知识的掌握程度，提高学生的动手能力。
3.考试：定期进行光电信息课程考试，检验学生对知识的系统掌握。
最新光电实验报告.
最新光电实验报告.
在本次光电实验中，我们探究了光电效应的基本原理及其在现代科技中的应用。
实验的主要目的是验证爱因斯坦的光电效应理论，并测量光电子的动能与入射光频率之间的关系。
实验开始前，我们首先搭建了光电实验装置，包括光电管、光源、电压源和电流计。
光电管内部涂有高灵敏度的光电材料，能够将入射光子的能量转换为电子的动能。
光源选用了一系列不同波长的单色光，以便我们能够观察不同频率光对光电效应的影响。
实验过程中，我们调整了光源的强度和电压源的偏压，记录了不同条件下的电流计读数。
通过改变入射光的频率，并保持其他条件不变，我们得到了一系列的电流-电压（I-V）特性曲线。
数据分析阶段，我们将实验数据与爱因斯坦的光电效应公式进行了对比。
根据公式，光电子的最大动能应与入射光的频率成正比，与光强度无关。
我们的实验结果与理论预测相符，证明了光电效应的量子性质。
此外，我们还观察到，在一定的偏压下，电流随光强度的增加而增加，这表明了光电效应的饱和现象。
在实验的最后部分，我们探讨了光电效应在实际应用中的潜力，例如在太阳能电池和光电探测器中的作用。
我们还讨论了如何通过改进光电材料和设计来提高光电转换效率。
总结来说，本次实验不仅加深了我们对光电效应理论的理解，而且通过实践操作提高了我们的实验技能。
通过分析和讨论，我们也对光电技术的未来发展趋势有了更清晰的认识。
光电专业实验课程标准
光电专业实验课程标准《光电专业实验》课程标准（Photoelectric professional experiment ）一、课程概述（一）课程基本信息（二）课程性质与任务光电专业实验是物理专业的学生在完成了大学基础物理实验课程之后，为高年级学生开设的一门综合性的、重要的实验课程，其内容覆盖面广，题目多数是在近代物理发展史上起过重要作用的著名实验，在实验方法和实验技术上具有代表性。
本课程除了进一步提高学生的物理实验的基本知识、基本方法和基本技能外，更注重培养学生的观察问题、分析问题和解决问题的能力，科学实验的能力。
培养学生严谨的科学作风，活跃的创新意识，具有从事科学研究的基本实验素质。
（二）具体目标1、专业知识目标（1）通过实验，加深对光电子技术基本理论知识的理解，熟练掌握光电子技术的基本测试原理、实验方法、实验思想、操作技能，实验结果分析，掌握实际光学系统的设计方法；（2）熟悉并掌握常用光学仪器设备的使用方法。
2、专业能力目标通过实践环节，培养学生运用基础理论知识，分析和解决光电子技术中实际问题的能力和创新能力。
3、职业素质目标“光电专业实验”是物理学（光电器件及其应用方向）专业的本科生专业实验课。
实验项目为“光电技术”、“激光原理”、“激光器件”、“激光技术”、“红外技术”理论课所学内容。
实验课的目的是使学生进一步巩固、加深、验证理论课所学内容，增加学生对学科前沿内容的认识及实践。
学会现代实验仪器的使用方法。
培养学生在所学课程名称光电专业实验课程编码 050742023 课程类型及性质专业必修考试/考查考查适用专业物理学（光电器件及其应用方向）开课单位物理系总学时32总学分1专业领域内分析问题、解决问题的能力。
三、课程设计思路（一）课程设计的依据光电专业实验是“光电专业”课程重要的实践性教学环节。
实验的目的是培养学生掌握实验的基本技能，树立工程实践观点，培养严谨、实事求是的科学作风，加深和巩固对理论知识的理解，为从事工程技术工作和科学研究工作在实践能力上打下基础。
光电设计课程设计
光电设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过光电设计的学习，让学生掌握光电效应的基本原理，了解光电器件的工作原理和应用，培养学生对光电技术的兴趣和热情，提高学生的实际操作能力和创新能力。
1.掌握光电效应的基本原理。
2.了解光电器件的工作原理和应用。
3.理解光电技术在现代科技领域的重要地位。
4.能够运用光电效应的基本原理分析和解决实际问题。
5.能够操作光电器件，进行简单的光电实验。
6.能够运用光电技术进行简单的创新设计。
情感态度价值观目标：1.培养学生对光电技术的兴趣和热情。
2.培养学生创新精神和团队合作意识。
3.培养学生关注社会热点，用所学知识解决实际问题的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光电效应的基本原理、光电器件的工作原理和应用、光电技术的实际操作和创新设计。
1.光电效应的基本原理：介绍光电效应的定义、产生条件、光电流的特性等。
2.光电器件的工作原理和应用：介绍光电器件的分类、工作原理、应用领域等。
3.光电技术的实际操作和创新设计：介绍光电设备的操作方法、实验技巧，以及如何运用光电技术进行创新设计。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：用于讲解光电效应的基本原理、光电器件的工作原理等理论内容。
2.讨论法：用于探讨光电技术的应用前景、发展趋势等热点问题。
3.案例分析法：通过分析具体的光电案例，让学生了解光电技术在实际中的应用。
4.实验法：让学生亲自动手进行光电实验，提高学生的实际操作能力。
四、教学资源为了保证教学的顺利进行，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的光电设计教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供丰富的光电技术相关参考书籍，拓展学生的知识面。
3.多媒体资料：制作精美的课件、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备充足的光电实验设备，确保学生能够进行充分的实验操作。
通过以上教学资源的支持，我们将努力提高光电设计课程的教学质量，帮助学生掌握光电技术的基本知识和技能，培养学生的创新能力和实践能力。
基于项目驱动的光电技术课程设计教学探索与实践
基于项目驱动的光电技术课程设计教学探索与实践
曾维友;王晴岚;徐利;付艳华;靳龙
【期刊名称】《教育进展》
【年(卷),期】2024(14)3
【摘要】光电技术课程设计是一门实践性非常强的课程,对学生的创新能力和工程意识的培养起着重要的作用。
为适应新形势下新工科建设对课程教学模式的新要求,针对我校光电技术课程设计存在的问题,教学团队提出了基于项目驱动的光电技术课程设计教学改革方案,从课题项目的设计、教学组织实施与过程辅导、结果评定等方面对课程设计的教学进行了探讨,经过教学实践,表明基于项目驱动的课程设计教学方式能够更好地激发学生的学习兴趣和创新能力,提高其实践能力和综合素质,在教学中取得了良好的效果。
【总页数】5页(P291-295)
【作者】曾维友;王晴岚;徐利;付艳华;靳龙
【作者单位】湖北汽车工业学院数理与光电工程学院十堰
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.基于项目驱动的团队协作式教学模式改革的实践与探索——以《食品营销技术》为例
2.基于"项目导入及任务驱动"的光电子技术课程教学改革与实践
3.基于科研项目驱动的生物技术专业科研训练实践教学探索
4."共研型任务驱动式"培训模式的
建构与实践
——基于湖南省信息技术与教育教学融合创新引领团队研修项目的探索
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(整理)光电课程设计_光学仿真.
概述：一、光源在光纤通信系统中，光源器件可实现从电信号到光信号的转换，是光发射机以及光纤通信系统的核心器件，它的性能直接关系到光纤通信系统的性能和质量指标。
光纤通信系统要求光源具有合适的发射波长，处在光纤的低损耗窗口之中；有足够大的输出功率，从而有较长的传输距离；有较窄的发光谱线，可以减少光纤的色散对信号传输质量的影响；易于与光纤耦合，确保更多的光功率进入光纤；易于调制，响应速度要快，调制失真小，带宽大；在室温下能连续工作，可靠性高，寿命至少在10万小时以上。
下面简单介绍已广泛应用的两类半导体光源：半导体发光二极管（LED ）和半导体激光二极管（LD ）。
1 发光二极管（LED ）发光二极管（LED ）是低速、短距离光波通信系统中常用的光源。
其寿命很长，受温度影响较小，输出光功率与注入电流的线性关系较好，价格也比较便宜。
驱动电路简单，不存在模式噪声等问 题。
发光二极管结构简单，是一个正向偏置的PN 同质结，电子-空穴对在耗尽区辐射复合发光，称为电致发光。
发出的部分光耦合进入光纤供传输使用。
LED 所发出的光是非相干光，具有较宽的谱宽（30～60nm ）和较大的发射角（≈100°）。
自发辐射产生的功率是由正向偏置电压产生的注入电流提供的，当注入电流为I ，在稳态时，电子-空穴对通过辐射和非辐射复合，其复合率等于载流子注入率I/q ，其中发射电子的复合率决定于内量子效率ηint ，光子产生率为(I ηint/q)，因此LED 内产生的光功率为()int int /P w q η= (2.1)式中，ω 为光量子能量。
假定所有发射的光子能量近似相等，并设从LED 逸出的功率占内部产生功率的份额为ηext ，则LED 的发射功率为()int int /e ext ext P P w q I ηηη== (2.2) ηext 亦称为外量子效率。
由上式可知，LED 发射功率P 和注入电流I 成正比。
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。
光电信息科学与工程专业实验建设方案
光电信息科学与工程是一门涉及光学、电子学和信息技术的综合学科，其实验教学环节对学生的专业素养和实际能力培养至关重要。
而在实验教学中，实验建设方案的设计和实施直接关系到学生的学习效果和专业水平的提升。
本文将对光电信息科学与工程专业的实验建设方案进行深入探讨和分析，旨在为相关教育工作者提供一些参考和借鉴。
一、光电信息科学与工程专业实验建设方案的目标1. 通过设计和实施一系列系统的实验，培养学生对光电信息科学与工程专业知识的掌握和应用能力。
2. 培养学生的实际动手能力和实验课程设计能力。
二、实验课程设计原则1. 以培养学生的创新精神和实践能力为核心。
2. 结合当今光电信息科学与工程的前沿技术，注重实用性和应用性。
3. 体现综合性和系统性，贯穿理论与实践的全过程。
三、光电信息科学与工程专业实验建设内容1. 基础实验课程：如光学实验、电子实验等，通过传统的实验项目，让学生掌握基本的光电信息知识和实验技能。
2. 高级实验课程：结合光电信息科学与工程的前沿技术和研究热点，设计一些具有挑战性和创新性的实验项目，激发学生的学习兴趣和探索精神。
四、实验教学手段和方法1. 实验教学手段的多样性：结合先进的实验设备和工具，采用模拟仿真、虚拟实验等多种手段进行教学，拓展学生的实验视野和思维维度。
2. 个性化教学方法：鼓励学生开展独立探究和课外实践活动，激发学生的创新精神和实践能力。
五、实验成果评价1. 以实验报告和成果展示为主要方式，多角度评价学生的实验成果和综合能力。
2. 针对学生的实际表现和成果质量，采取个性化指导和辅导，引导学生不断提升实验能力和学术能力。
回顾本文的内容，我们不仅对光电信息科学与工程专业实验建设方案进行了全面分析和评估，也为相关教育工作者提供了一些具体的建议和借鉴。
作为文章写手，我个人认为，实验教学环节应该充分体现专业性和实用性，让学生在实践中感受专业知识的魅力，培养学生的实践能力和创新意识。
只有这样，才能真正达到教育的目的，培养出更多优秀的光电信息科学与工程专业人才。
“光电电路综合设计”实践课程教学改革探索
在 工科 专业 中 ， 程 设计 是学 生 在 学 完 一 门课 课
程后 ， 相对 集 中 的 时 间 内 （ 般 安 排 １周 以上 的 在 一 时间 ） 对 课 程 的 重 点 内容 进 行 一 个 主题 的设 计 、 针
综 合实 践训 练 ， 识应 用能 力 明显提 高 ， 知 取得 了不 错 的教学 效果 。
Ｅｄ ｃ ｔ ｎ ｒｆｒ ｔｏ ｎ ｘ ｌｒ ｔ ｎ ｆｒｐ ａ ｔｃ ｏ ｒｅ ｏ ｕ ａｉ ｅｏｍａｉｎ ａ ｄ ｅ ｐ ｏａｉ ｏ ｒ ｃｉｅ ｃ ｕ ｓ ｆ ｏ ｏ
ｐ ０ｏ ｌ ｃ ｒｃ ｌｃｒ ｕ ｔｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｅ ｉ ｎ ｈ ｔ —ｅ ｅ ｔｉａ ｉｃ ｉ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉｅ ｄ ｓｇ
设计 内容 ，建立 了规范与 自主相结合 的课程 体系 ；并 充分 调动 了师生 的积极 性 ，使 他们参 与 到教学 改革 中。
实践表明 ，学生在综合设计能力 、应用能力 、主动积极性 等方 面都 有了较大的提高 。 关键词 ：课程设计 ；综合设计 ；光 电电路 ；教学改革 中图分类号 ：Ｎ ； ６ ２０ Ｔ ２ Ｇ ４ ． 文献标 识码 ： Ａ ｄ ｉ１ ．９９ ｊｉ ｎ １７ — ３５ ２ １ ． １０ ３ ｏ：０ ３ ６ ／． ｓ．６ ２ ４ ０ ．０ ２ ０ ． １ ｓ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｆ ｏ ａｐ ｃｓｏ ｄ ｃ ｔ ｎ ｉｅ ｓ ｅ ｃ ｉｇｃ ｎｅ ｔａ ａ ｃ ｕｓ ｙ ｔｍ ，ｗｅ ｓ ｍｓｕ ｈ ｘ ｓｒ ｃ ： ｒ ｍ ｓ ｅ ｔ ｆｅ ｕ ａｉ ｄ ａ ，ｔａ ｈｎ ｏ ｔｎ ｎ ｏ ｒｅ ｓｓｅ ｏ ｕ ｐ ｔｅ ｅ —
光电信息科学与工程专业实验建设方案
光电信息科学与工程专业实验建设方案光电信息科学与工程专业实验建设方案一、引言光电信息科学与工程是一门前沿的交叉学科，涉及光学、电子学、信息学等多个领域。
随着信息技术的不断发展和应用的广泛推广，光电信息科学与工程专业的需求也日益增加。
为了满足学生对实践能力的要求，我们需要建设一套完善的实验教学体系。
二、实验建设目标1. 提高学生的动手实验能力和创新能力。
2. 培养学生的实验设计与分析能力。
3. 培养学生的团队合作和沟通能力。
4. 培养学生的科学研究与实践能力。
三、实验基础建设1. 实验室建设我们需要建设一个现代化的实验室，配备先进的实验设备和仪器，以确保学生能够进行高质量的实验操作。
实验室应具备光学、电子和信息技术的实验条件，包括光学器件、光波导、光纤、光源、探测器、信号处理设备等。
实验室还应配备计算机和网络设备，以方便学生进行数据处理和实验报告编写。
2. 实验课程设置我们需要设置一系列的实验课程，涵盖光学实验、电子实验和信息技术实验等方面。
这些实验课程应结合课程教学的内容，以确保学生能够将理论知识与实践能力相结合。
实验课程应包括基础实验、设计实验和创新实验等，以满足不同层次和需求的学生。
四、实验教学方法1. 阶段性教学实验教学应按照由浅入深、循序渐进的原则进行。
我们可以分为基础实验阶段、设计实验阶段和创新实验阶段。
基础实验阶段主要培养学生的实验操作能力和数据处理能力，设计实验阶段主要培养学生的实验设计和分析能力，创新实验阶段主要培养学生的科学研究能力和创新能力。
2. 团队合作实验教学应鼓励学生进行团队合作。
通过分组实验和小组讨论，可以培养学生的团队合作和沟通能力。
学生在团队中可以相互促进，共同解决实验难题，提高实验效果。
五、实验内容举例1. 基础实验：光学测量技术在基础实验中，学生可以学习光学测量技术，包括光源和波导的特性测量、光信号的传输和检测、光学器件的调试和测试等。
通过这些实验，学生可以熟悉光学器件的基本原理和基础操作技术。
光电技术课程设计心得
光电技术课程设计心得一、课程目标知识目标：使学生掌握光电技术的基本原理，理解光电器件的工作机理，了解光电技术在现代科技领域的应用。
能够描述光电效应、光电器件的构造及功能，并运用相关理论知识解释实际光电现象。
技能目标：培养学生具备分析和设计简单光电系统的能力，能够运用所学知识解决实际问题。
通过实验操作，提高学生动手能力和实验技能，使其能够正确使用光电仪器，进行基本的光电检测和信号处理。
情感态度价值观目标：激发学生对光电技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
使学生认识到光电技术在我国科技发展中的重要作用，增强民族自豪感和责任感，培养团队合作意识和敬业精神。
课程性质：本课程为高中年级物理选修课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：高中学生具备一定的物理基础和逻辑思维能力，对新技术有较强的求知欲和好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，采用启发式教学，引导学生主动探究光电技术原理和应用。
同时，注重培养学生的动手实践能力，提高其解决实际问题的能力。
1. 掌握光电技术基本概念、原理及光电器件的工作机理；2. 能够运用所学知识分析和解决实际问题，具备设计简单光电系统的能力；3. 提高实验操作技能，熟练使用光电仪器进行基本检测和信号处理；4. 增强对光电技术的兴趣，培养创新意识和团队合作精神；5. 认识到光电技术在我国科技发展中的重要性，树立正确的价值观。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 光电效应：介绍光电效应的概念、分类及产生条件，重点讲解光电效应的基本原理和应用。
2. 光电器件：讲解光电器件的类型、构造及工作原理，如太阳能电池、光敏电阻、光电二极管等，并分析其在实际应用中的优缺点。
3. 光电技术及应用：介绍光电技术在现代科技领域的应用，如光纤通信、激光技术、光电检测等，并结合实例进行分析。
4. 实践操作：安排学生进行光电实验，如制作简单的光电器件、光电检测电路等，提高学生的动手实践能力。
南邮《光电综合设计》报告.doc
南邮《光电综合设计》报告..课程设计报告B01060704 严丹A3.1．课题要求：一个1.55,的半导体激光器，在温度300K时其阈值电流密度是350A/㎝,n=2.2×10㎝,τ=2.3ns,有源区的宽度是10nm。
⑴若激光器的起始电流密度是0，请用Matlab编程画出延迟时间t随最终电流密度J的变化曲线，J的范围是从1.2倍J到3.5倍J。
⑵若激光器的起始电流密度是0.5倍J，同样画出延迟时间t随最终电流密度J的变化曲线，J的范围是从1.2倍J到3.5倍J。
设计要求：⑴具有输入输出界面；⑵调整输入数据，得出相应结果，并进行分析。
参考：《光电子器件》第十一章。
2．课题分析及设计思路：本题涉及到光电子知识，半导体激光器的延迟时间和材料的结构，性质以及驱动电流都有关系，忽略非辐射复合，得到时延公式为：其中：，本题的任务就是画出在不同值下随J变化的函数曲线.3．模型创建与编程：时的代码：r=2.3;Jth=350;J0=0;J=1.2*Jth:2.5*Jth;td=r.*log((J- 一个 1.55,的半导体激光器，在温度300K时其阈值电流密度是350A/㎝,n=2.2×10㎝,τ=2.3ns,有源区的宽度是10nm。
⑴若激光器的起始电流密度是0，请用Matlab编程画出延迟时间t随最终电流密度J的变化曲线，J的范围是从1.2倍J到3.5倍J。
⑵若激光器的起始电流密度是0.5倍J，同样画出延迟时间t随最终电流密度J的变化曲线，J的范围是从1.2倍J到3.5倍J。
设计要求：⑴具有输入输出界面；⑵调整输入数据，得出相应结果，并进行分析。
参考：《光电子器件》第十一章。
2．课题分析及设计思路：本题涉及到光电子知识，半导体激光器的延迟时间和材料的结构，性质以及驱动电流都有关系，忽略非辐射复合，得到时延公式为：其中：，本题的任务就是画出在不同值下随J变化的函数曲线.3．模型创建与编程：时的代码：r=2.3;Jth=350;J0=0;J=1.2*Jth:2.5*Jth;td=r.*log((J：r=2.3;Jth=350;J0=0.5*Jth;J=1.2*Jth:2.5*Jth;td=r.*log((J-J0)./(J-Jth));axes (handles.axes1);cla;plot(J,td,'r'),grid,xlabel('J/A/cm2'),ylabel('td/ns'),title(' J0=0.5Jth'),axis([400 900 0 4.5]);4．仿真调试与结果分析：显然，随着初始电流的增大，时延减小。
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物体中心的有用位置，需要通过标定才能获得在一定坐标系下
的位置。
坐标系的设定通常以光学测量系统的光轴为参考坐标，并
设其为y0，线阵CCD相机结构基本使y0与像敏阵列中心像元n0位
置，因此，常用n0为测量的参考点。
则物体像的位置y(t)′时间函数为
y (t ) (n0
n(t )1
2
n(t )2 )l0
上述公式能够完成被测物体瞬时位置的测量。
3、时间坐标问题
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。 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
被测物做垂直 于光轴运动，n1与 n2将发生变化，测 量出n1与n2就能计 算出被测物体在垂 直于光轴方向的位 置。
利用图11-7能够理解n1与n2的提取技术。
得到n1与n2后，便可利用公式（11-4）计算出物体的中心在 线阵CCD像敏阵列上的位置n。
n
n1
n2
2
找物体中心在线阵CCD像敏阵列上的位置n还不能给出实际
出现正与负数值，与线阵CCD的安装方法有关。
如图11-7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。
(n2
n1)l0 D
1.课程设计基本要求
本次课程设计以“LED发光角度特性测试仪”为典型样机， 通过分析与解剖其关键部件，引导学生根据已有的光电与器通 过分析与读懂仪器的设计思想与关键部件，在原有仪器的基础 上改造部分部件，设计出更新更实用的仪器，完成光电技术课 程设计任务，培养学生的分析与设计能力。
2.基本内容
（1）样机剖析
综合实验的性质不能笼统的分为“验证性”、“设计性” 和“创新性”，它既包括验证性实验内容也含有设计性与创新 性实验的内容。
11.2.1非接触测量物体位置与振动参数实验系统的原理 采用光电技术可以实现对物体实时位置的非接触测量，测 量系统方案有多种，如利用线阵CCD多功能实验仪，在光电综 合实验平台上搭建实验系统等。 本着对学生进行综合训练的考虑，采用搭建典型非接触测 量物体位置的实验系统是最合适的。
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。
11.2.2 非接触测量物体位置与振动参数实验的内容 根据原理图11-5与11-6搭建出实验系统。 它应该由具有远心照明特性的光源、被测物夹持与移动机构
典型样机的外形图如图图11-141L-E4所D发示光。角度特性实验仪
（2）关键部件 （3）LED发光角度特性实验 （4）对主要部件拆卸与安装
（5）开展课程设计工作 （6）提交课程设计报告
11.2 光电信息综合实验
本节以非接触测量物体位置与振动参数的典型综合实验讨 论光电信息综合实验的具体操作。
综合实验题目要思路清晰，内容完整，涉及技术层面比较 丰富，又有别于通常理论课配备的实验题目。
本章内容不作为“光电技术”课的教学内容安排，而作为 “光电技术课程设计”与“光电信息综合实验”的参考案例。
11.1 光电技术课程设计 涉及光电技术的内容很广泛，光电技术应用也有几个层次。
第一个层次为光电技术的基本理论与原理；第二个层次为基本 光电器件的特性与光电变换电路与数据采集单元；第三个层次 为光电信息检取系统；第四个层次为光电仪器的系统设计及工 程应用技术。
和具有光学成像系统的线阵CCD相机等部件构成。 显然是比较复杂的综合实验系统，需要分成几个分项实验来
进行，使它既具有整体性又具有可拆分性的综合性质的实验。 分几个相对独立的实验进行搭建与调试，合起来构成一个完
整的光电信息综合实验。
1、搭建远心照明光源的实验
搭建出具有远心照明特性的照明光源，要求光源的出光口径 大于被测物的移动（振动）范围。
本节将在第一个层次基础上，立足于第二个层次，能够构建 实际光电系统，完成其光学物理量内容较多，基本的物理量包括其辐度、频率、偏 振和相干性等。
光度学物理量是基于幅度和波长的宏观统计参数，本节只针 对辐度学和光度学物理量进行测量、设计和应用。
11. 1.3 典型光电技术课程设计案例
光电技术课程设计与光电信息综合实验
本章目的是在学习完“光电技术”理论课与实验课以后再 通过光电技术课程设计让学生加深对光电技术内容与基本技能 掌握，在能够分析光电系统结构的基础上逐渐掌握系统的设计 技巧。
系统学习“电子技术”、“工程光学”、“图像传感器应 用技术”、“机器视觉技术”和其他光电技术专业课后再通过 “光电信息综合实验”掌握本专业应该掌握的基本技能，才能 为最后一个教学环节“毕业设计”打好基础。
综合实验课的时间安排与执行方法也应该与其它实验课不 同，需要一定的连贯性，要根据学生动手搭建与调试能力适当 安排更长的连续时间。
内容安排上要突出题目的重点，并配备一定的辅助内容， 构成整体实验系统。
每一部分内容既要反应辅助实验内容又要体现辅助实验对 整体综合实验系统的贡献，使学生认识辅助实验对综合实验系 统的影响。
（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11-8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
1、物体位置测量原理 非接触实时测量物体位置系统的原理方框图如图11-5所示，
主要由照明光源、被测物、成像物镜、线阵CCD光电传感器和 数据采集与处理系统等5部分构成。
怎样将物体的位置信息转换成光强发布的时序脉冲信号呢？ 需要借助线阵CCD工作原理的波形图分析理解。
如图11-6所示的原理图中，被测物经成像物镜在线阵CCD像 敏阵列上形成图像，图中n1与n2分别为图像边缘处的像元数。