光电实验报告

长春理工大学

光电信息综合实验—实验总结

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学号：S********

指导教师：***

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mA 0.37 0.52 0.68 0.78 0.88 1.00 1.07 1.18 1.24

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：

图2.1 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 0.24 0.29 0.35 0.42 0.48 0.54 0.6 100

电流

（mA）

0 0.09 0.19 0.28 0.38 0.48 0.58 0.67 0.77 0.87 0.95 150

电流

（mA）

0 0.12 0.24 0.37 0.49 0.62 0.74 0.87 0.98 1.12 1.19

表2-2 光敏电阻伏安特性实验数据

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。

得到的伏安特性如下：

图2.2 光敏电阻伏安特性曲线

由光敏电阻的光谱特性可知光敏电阻对不同波长的光，接收的光灵敏度是不一样的，测量对应各种颜色的光透过狭缝时的电流值，得到数据如下表：

颜色波长（nm）光敏电阻型号GL—5528 电流（μA）

红630-760 30.1 橙590-630 34.9 黄550-590 40.7 绿500-560 46.2 青470-500 48.8 蓝430-470 42.6 紫380-430 31.2

得到的光谱特性曲线如图：

图2.3 光敏电阻光谱特性曲线

4、实验分析

通过本实验现象可以看出光敏电阻的暗电阻越大，而亮电阻越小则性能越好。也就是说，暗电流越小，光电流越大，这样的光敏电阻的灵敏度越高。

光敏电阻的光照特性是描述光电流和光照强度之间的关系，不同材料的光照特性是不同的，由图2.1可以看出，该光敏电阻光照特性是非线性的。

在一定照度下，流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。由图2.2可见，在一定的电压范围内，光敏电阻的伏安特性曲线接近直线。

实验三：光敏二极管的特性实验

1、实验目的

了解光敏二极管工作原理及光生伏特效应。

2、实验原理

当入射光在本征半导体的P-N结及其附近产生电子-空穴对时，光生载流子受电场作用，电子和空穴分别漂移到N区和P区，从而两端形成电动势，这一现象称为光生伏特效应。如果将光敏二极管在外电路中把P-N短接，那么会产生反向短路电流，光照时反向电流会增加，并且光电流和照度成线性关系。

3、实验结果

实验得到数据如下表:

光敏二极管光照特性实验数据

照度

5 10 15 20 30 40 50 60 70 75 80 （Lx）

I(μA) 0.02 0.08 0.12 0.16 0.24 0.32 0.40 0.49 0.57 0.61 0.65

表3-1 光敏二极管光照特性实验数据

根据数据得到的特性曲线如下：

图3.1 光敏二极管光照特性曲线

4、实验分析

通过实验，我们知道在工作电压为5V的情况下，我们得到光敏二极管的光照度增加时电流值也是增加的。光敏二极管的光照特性呈现良好的线性关系。所以在一般的光学元器件检测中，可以利用其良好的线性关系而选择使用光敏二极管。

实验五：光电池实验

1、实验目的

了解光电池的光照特性，熟悉其应用。

2、实验原理

光电池的制造是根据光生伏特效应的原理，不需要加偏压就能把光能转化成电能的P-N结光电器件，，即：当光照射到光电池的P-N 结上，在P-N结两端就产生了电动势。

3、实验结果

在本实验中通过改变照度，测出不同照度下的开路电压和短路电流的数据如表5-1：

根据数据得到的开路电压特性曲线如下：