光电信息技术实验报告

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光电信息技术实验报告(DOCX 42页)

光电信息技术实验报告(DOCX 42页)

光电信息技术实验报告(DOCX 42页)华中科技大学实验课程学生实验报告实验课程名称光电信息技术实验专业班级光电1107班学生姓名李悌泽学号 u201115116 课程负责人陈晶田、黄鹰目录实验一阿贝原理实验 (3)实验二激光平面干涉仪实验 (7)实验三用原子力显微镜(AFM)进行纳米表面形貌分析10 实验四光电直读光谱仪实验 (14)实验五光谱法物质成分分析实验 (20)实验六光电透过率实验 (24)实验七摄像机原理与视频图像叠加实验 (29)实验八、光谱透过率实验 (33)实验九红外报警器的设计与调试 (42)实验一阿贝原理实验一、实验目的1.熟悉阿贝原理在光学测长仪器中的应用。

二、实验原理1.阿贝比较原则:此为万能工具显微镜的结构图,其特点是标准件与被测件轴线不在一条线上,而处于平行状况。

产生的阿贝误差如下:只有当导轨存在不直度误差,且标准件与被测件轴线不重合才产生阿贝误差。

阿贝误差按垂直面、水平面分别计算。

在违反阿贝原则时,测量长度为l的工件引起的阿贝误差是总阿贝误差的l/L。

为避免产生阿贝误差,在测量长度时,标准件轴线应安置在被测件轴线的延长线上。

2.阿贝测长仪阿贝测长仪中,标准件轴线与被测件轴线为串联型式,无阿贝误差,为二阶误差。

三、实验内容1.用万能工具显微镜进行测长实验测量1角,5角硬币及圆形薄片的直径,用数字式计量光栅读数,每个对象测量10次,求算术平均值和均方根值。

实验步骤:瞄准被测物体一端,在读数装置上读数,再瞄准物体另一端,在读书装置上再读一个数据,两次读数之差即为物体长度。

2.阿贝测长仪进行长度测量实验采用传统目视法读数,实验步骤同上。

四、实验数据与分析1.万能工具显微镜数据结果2.阿贝测长仪数据结果对比采用两种仪器测定的结果。

得出以下结论:(1)对于同一测量对象,万能工具显微镜和阿贝测长仪对物体尺寸测量的结果较为接近。

因而可以初步判定1角硬币的直径为(18.9500+18.894)/2=18.922mm。

光电综合实验报告

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。

光电创意实验报告

光电创意实验报告

一、实验目的1. 探究光电效应的基本原理;2. 设计并搭建一个简单的光电实验装置;3. 通过实验验证光电效应的存在,并观察光电效应的特性;4. 提高动手能力和创新思维。

二、实验原理光电效应是指当光照射到金属表面时,金属表面会释放出电子的现象。

根据爱因斯坦的光电效应方程,光子的能量E与电子的动能K之间存在以下关系:E = K + φ其中,E为光子的能量,K为电子的动能,φ为金属的逸出功。

当光子的能量E大于金属的逸出功φ时,电子就会被释放出来,形成光电效应。

三、实验器材1. 光源:白光LED;2. 光电传感器:光电二极管;3. 放大器:低噪声运放;4. 测量仪器:示波器;5. 电阻、电容、导线等实验器材。

四、实验步骤1. 搭建实验装置:将白光LED、光电二极管、放大器、电阻、电容等元件连接成一个电路,如图所示。

2. 设置实验参数:调整放大器增益,使光电二极管输出信号能够被示波器清晰显示。

3. 实验观察:逐渐增加LED的亮度,观察示波器上光电二极管输出信号的波形变化。

4. 记录数据:记录不同亮度下光电二极管输出信号的波形和幅度。

5. 分析数据:根据实验数据,分析光电效应的特性。

五、实验结果与分析1. 实验现象:随着LED亮度的增加,光电二极管输出信号的幅度逐渐增大,且波形基本稳定。

2. 数据分析:(1)当LED亮度较低时,光电二极管输出信号幅度较小,表明光电效应较弱。

(2)随着LED亮度的增加,光电二极管输出信号幅度逐渐增大,表明光电效应增强。

(3)当LED亮度达到一定程度后,光电二极管输出信号幅度趋于稳定,表明光电效应已达到饱和状态。

3. 结论:(1)光电效应确实存在,当光照射到金属表面时,金属表面会释放出电子。

(2)光电效应的强度与光的强度成正比,即光的强度越大,光电效应越强。

(3)光电效应具有饱和特性,当光的强度达到一定程度后,光电效应不再随光强度的增加而增强。

六、实验创新点1. 利用白光LED作为光源,简化实验装置,降低实验成本。

最新光电实验报告.

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。

高等光电技术实验报告

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。

最新光电实验报告

最新光电实验报告

最新光电实验报告在本次光电实验中,我们旨在探究光电池在不同光照强度下的输出特性,并分析其光电转换效率。

实验采用了标准的光电管和一系列可调节光源强度的设备。

以下是实验的主要步骤、观察结果和分析结论。

实验步骤:1. 搭建实验装置:将光电管与电源、电流表和可调节光源连接,确保电路通畅。

2. 调整光源强度:从最低强度开始,逐步增加光源对光电管的照射强度。

3. 记录数据:在每个光照强度下,记录电流表的读数,持续时间为5分钟以确保数据稳定。

4. 重复测量:为确保数据的准确性,每个光照强度重复三次测量,并取平均值。

5. 数据分析:根据记录的数据,绘制光照强度与电流输出的关系图,并计算光电转换效率。

观察结果:实验数据显示,随着光照强度的增加,光电池的电流输出也呈现线性增长。

在低光照条件下,电流输出较低,而在高光照条件下,电流输出显著增加。

此外,实验中未观察到任何异常波动或不稳定性,表明光电管的性能稳定。

分析结论:通过本次实验,我们得出以下结论:- 光电管的输出电流与光照强度成正比,验证了光电效应的基本原理。

- 在实验的光照强度范围内,光电管显示出良好的线性响应特性,适合用于光强测量和控制应用。

- 光电转换效率随着光照强度的增加而提高,但在高光照强度下,效率提升的幅度有所减缓,这可能与光电管的材料特性和饱和效应有关。

综上所述,本次光电实验成功地展示了光电池在不同光照条件下的性能表现,为进一步研究和优化光电转换设备提供了实验依据。

未来的工作可以集中在提高光电管在低光照条件下的灵敏度,以及探索不同材料对光电转换效率的影响。

光电信息技术实验报告【精编版】

光电信息技术实验报告【精编版】

光电信息技术实验报告【精编版】华中科技大学实验课程学生实验报告实验课程名称光电信息技术实验专业班级光电1107班学生姓名李悌泽学号u201115116课程负责人陈晶田、黄鹰目录实验一阿贝原理实验 (3)实验二激光平面干涉仪实验 (7)实验三用原子力显微镜(AFM)进行纳米表面形貌分析 (10)实验四光电直读光谱仪实验 (14)实验五光谱法物质成分分析实验 (20)实验六光电透过率实验 (24)实验七摄像机原理与视频图像叠加实验 (29)实验八、光谱透过率实验 (33)实验九红外报警器的设计与调试 (42)实验一阿贝原理实验一、实验目的1.熟悉阿贝原理在光学测长仪器中的应用。

二、实验原理1.阿贝比较原则:此为万能工具显微镜的结构图,其特点是标准件与被测件轴线不在一条线上,而处于平行状况。

产生的阿贝误差如下:只有当导轨存在不直度误差,且标准件与被测件轴线不重合才产生阿贝误差。

阿贝误差按垂直面、水平面分别计算。

在违反阿贝原则时,测量长度为l的工件引起的阿贝误差是总阿贝误差的l/L。

为避免产生阿贝误差,在测量长度时,标准件轴线应安置在被测件轴线的延长线上。

2.阿贝测长仪阿贝测长仪中,标准件轴线与被测件轴线为串联型式,无阿贝误差,为二阶误差。

三、实验内容1.用万能工具显微镜进行测长实验测量1角,5角硬币及圆形薄片的直径,用数字式计量光栅读数,每个对象测量10次,求算术平均值和均方根值。

实验步骤:瞄准被测物体一端,在读数装置上读数,再瞄准物体另一端,在读书装置上再读一个数据,两次读数之差即为物体长度。

2.阿贝测长仪进行长度测量实验采用传统目视法读数,实验步骤同上。

四、实验数据与分析1.万能工具显微镜数据结果2.阿贝测长仪数据结果对比采用两种仪器测定的结果。

得出以下结论:(1)对于同一测量对象,万能工具显微镜和阿贝测长仪对物体尺寸测量的结果较为接近。

因而可以初步判定1角硬币的直径为(18.9500+18.894)/2=18.922mm。

信息光学综合实验报告

信息光学综合实验报告

一、实验目的1. 理解信息光学的基本原理和实验方法;2. 掌握信息光学中常用的光学元件和仪器;3. 培养实验操作技能,提高动手能力;4. 通过实验验证信息光学的基本理论和现象。

二、实验原理信息光学是研究光在信息传输、处理和存储等领域中的应用的科学。

本实验主要包括以下几个方面:1. 光的干涉现象:利用光的干涉原理,通过实验观察干涉条纹,研究光波的相干性、相位差和光程差等概念。

2. 光的衍射现象:通过实验观察单缝衍射、圆孔衍射等现象,研究光的衍射规律,了解衍射极限和衍射效率。

3. 光的偏振现象:通过实验观察光的偏振现象,研究偏振光的产生、分解和检验方法,了解偏振光在信息光学中的应用。

4. 光的调制与解调:利用调制和解调技术,实现光信号的传输和处理,研究调制方式、解调方法及调制效率等。

三、实验仪器与设备1. 光源:He-Ne激光器、白光光源;2. 光学元件:透镜、棱镜、光栅、偏振片、全息底片等;3. 仪器设备:光具座、光功率计、显微镜、分光计等。

四、实验内容及步骤1. 光的干涉实验(1)调整光源,使其发出单色光;(2)利用分光计将光束分成两束,一束作为参考光,另一束作为物光;(3)调整透镜和光栅,使物光和参考光在光具座上会合;(4)观察干涉条纹,分析干涉条纹的分布规律。

2. 光的衍射实验(1)调整光源,使其发出单色光;(2)利用单缝衍射实验装置,观察单缝衍射现象;(3)调整圆孔衍射实验装置,观察圆孔衍射现象;(4)分析衍射现象,验证衍射规律。

3. 光的偏振实验(1)调整光源,使其发出偏振光;(2)利用偏振片观察偏振光的产生、分解和检验;(3)分析偏振现象,了解偏振光在信息光学中的应用。

4. 光的调制与解调实验(1)调整光源,使其发出调制信号;(2)利用调制器将信号调制到光波上;(3)利用解调器将调制信号解调出来;(4)分析调制与解调过程,研究调制方式、解调方法及调制效率。

五、实验结果与分析1. 光的干涉实验:观察到干涉条纹,验证了干涉原理,分析了干涉条纹的分布规律。

光电实训实验报告

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。

光电实验报告.

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。

光电信息实验实习报告

光电信息实验实习报告

一、实习目的随着科技的飞速发展,光电信息领域在各个行业中的应用越来越广泛。

为了更好地了解光电信息技术的实际应用,提高自己的实践能力,本次实习旨在通过实际操作,深入了解光电信息实验的基本原理、操作流程和实验设备,培养自己的动手能力和创新思维。

二、实习内容1. 实验项目本次实习共完成了五个光电信息实验项目,分别是:(1)光电效应实验(2)光电二极管特性实验(3)光电耦合器实验(4)光敏电阻特性实验(5)光纤通信实验2. 实验原理(1)光电效应实验:光电效应是指光照射到金属表面时,电子从金属表面逸出的现象。

本实验通过测量光电流与入射光强度的关系,研究光电效应的基本规律。

(2)光电二极管特性实验:光电二极管是一种将光信号转换为电信号的半导体器件。

本实验通过测量光电二极管的伏安特性,研究其工作原理和性能。

(3)光电耦合器实验:光电耦合器是一种利用光电效应实现信号传输的半导体器件。

本实验通过测量光电耦合器的输入输出特性,研究其隔离和传输性能。

(4)光敏电阻特性实验:光敏电阻是一种对光敏感的电阻器件。

本实验通过测量光敏电阻的阻值与光照强度的关系,研究其工作原理和性能。

(5)光纤通信实验:光纤通信是一种利用光纤传输信息的通信方式。

本实验通过搭建光纤通信系统,研究其传输原理和性能。

3. 实验步骤(1)光电效应实验:首先搭建实验电路,包括光源、光电管、放大器等。

然后调整光源的强度,测量不同强度下的光电流,记录数据。

最后绘制光电流与入射光强度的关系曲线。

(2)光电二极管特性实验:搭建实验电路,包括光源、光电二极管、放大器等。

调整光源的强度,测量不同强度下的光电二极管电流,记录数据。

最后绘制伏安特性曲线。

(3)光电耦合器实验:搭建实验电路,包括光源、光电耦合器、放大器等。

调整光源的强度,测量不同强度下的光电耦合器输出电流,记录数据。

最后绘制输入输出特性曲线。

(4)光敏电阻特性实验:搭建实验电路,包括光源、光敏电阻、放大器等。

光电技术系统实验报告

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。

5《光电信息技术》实践报告(参考)

5《光电信息技术》实践报告(参考)

《光电信息技术》实践报告专业光伏材料及应用学生姓名准考证号指导教师2013 年月一、实践安排:光电倍增管特性和参数的测试 二、实践目的和要求1、了解光电倍增管的基本特性。

2、学习光电倍增管基本参数的测量方法。

3、学会正确使用光电倍增管。

三、实验环境、内容和方法1)光电倍增管是由半透明的光电发射阴极、倍增极和阳极所组成的。

2)当入射光子照射到半透明的光电阴极K 上时,将发射出光电子,被第一倍增极D1与阴极K 之间的电场所聚焦并加速后与倍增极D2碰撞,一个光电子从D1撞击出3个以上的新电子,这种新电子叫做二次电子。

这些二次电子又被D1~D2之间的电场所加速,打到第二个倍增极D2上。

并从D2上撞击出更多的新的二次电子。

如此继续下去,使电子流迅速倍增。

最后被阳极A 收集。

收集的阳极电子流比阴极发射的电子流一般大105~104倍。

这就是真空光电倍增管的电子内倍增原理。

2 供电分压器和输出电路1)光电倍增管的极间电压的分配一般是由图2所示的串联电阻分压器执行。

2)最佳的极间电压分配取决于三个因素:阳极峰值电流、允许的电压波动以及允许的非线性偏离。

图1 光电倍增管外形与结果原理示意图a) 侧窗b) 端窗c)原理示意3光电倍增管的特性和参数 1)阴极光照灵敏度阴极光照灵敏度定义为光电阴极的光电流IK 除以入射光通量φ所得的商:国际照明委员会的标准光照相应于分布温度为2859K 的绝对黑体的辐射。

2)阳极光照灵敏度阳极光照灵敏度定义为阳极输出电流IA 除以入射光通量φ所得的商:电流增益电流增益定义为在一定的入射光通量和阳极电压下,阳极电流与阴极电流的比值,也可以用阳极光照灵敏度与阴极光照灵敏度的比值来确定,即: 或暗电流当光电倍增管在完全黑暗的情况下工作时,阳极电路里仍然会出现输出电流,称为暗电流。

引起暗电流的因素有:热电子发射、场致发射、放射性同位素的核辐射、光反馈、离子反馈和极间漏电等。

四、结论1)光电倍增管的工作电压可能造成电击,在仪器设计应适当地设置保护装置。

光电信息技术实验报告

光电信息技术实验报告

华中科技大学实验课程学生实验报告实验课程名称光电信息技术实验专业班级光电1107班学生姓名李悌泽学号u201115116课程负责人陈晶田、黄鹰目录实验一阿贝原理实验 (3)实验二激光平面干涉仪实验 (7)实验三用原子力显微镜(AFM)进行纳米表面形貌分析10 实验四光电直读光谱仪实验 (14)实验五光谱法物质成分分析实验 (20)实验六光电透过率实验 (24)实验七摄像机原理与视频图像叠加实验 (29)实验八、光谱透过率实验 (33)实验九红外报警器的设计与调试 (42)实验一阿贝原理实验一、实验目的1.熟悉阿贝原理在光学测长仪器中的应用。

二、实验原理1.阿贝比较原则:此为万能工具显微镜的结构图,其特点是标准件与被测件轴线不在一条线上,而处于平行状况。

产生的阿贝误差如下:只有当导轨存在不直度误差,且标准件与被测件轴线不重合才产生阿贝误差。

阿贝误差按垂直面、水平面分别计算。

在违反阿贝原则时,测量长度为l的工件引起的阿贝误差是总阿贝误差的l/L。

为避免产生阿贝误差,在测量长度时,标准件轴线应安置在被测件轴线的延长线上。

2.阿贝测长仪阿贝测长仪中,标准件轴线与被测件轴线为串联型式,无阿贝误差,为二阶误差。

三、实验内容1.用万能工具显微镜进行测长实验测量1角,5角硬币及圆形薄片的直径,用数字式计量光栅读数,每个对象测量10次,求算术平均值和均方根值。

实验步骤:瞄准被测物体一端,在读数装置上读数,再瞄准物体另一端,在读书装置上再读一个数据,两次读数之差即为物体长度。

2.阿贝测长仪进行长度测量实验采用传统目视法读数,实验步骤同上。

四、实验数据与分析1.万能工具显微镜数据结果2.阿贝测长仪数据结果对比采用两种仪器测定的结果。

得出以下结论:(1)对于同一测量对象,万能工具显微镜和阿贝测长仪对物体尺寸测量的结果较为接近。

因而可以初步判定1角硬币的直径为(18.9500+18.894)/2=18.922mm。

5角硬币的直径为(20.259+20.4110)/2=20.335mm。

光电信息科学与工程实验报告

光电信息科学与工程实验报告

光电信息科学与工程实验报告一、实验目的本实验旨在通过实际操作,深入了解光电信息科学与工程的基本原理,掌握光电传感器的基本特性和应用,提高实验技能和实践能力。

二、实验原理光电信息科学与工程是研究光与物质相互作用的一门学科,主要涉及光的产生、传播、检测和应用。

光电传感器是一种利用光电效应将光信号转换为电信号的器件,广泛应用于各种光电检测系统中。

三、实验步骤1.搭建实验平台首先搭建一个简单的光电检测系统,包括光源、光电传感器、信号放大器和数据采集系统。

2.光源调整调整光源的波长和强度,使其符合实验要求。

3.光电传感器设置将光电传感器放置在合适的位置,调整其与光源的距离和角度,使其能够正常工作。

4.数据采集与处理通过数据采集系统采集光电传感器的输出信号,并对其进行处理和分析。

5.实验结果记录记录实验过程中的数据和结果,包括光源波长、强度、光电传感器的输出信号等。

四、实验结果与分析1.光源波长与光电传感器输出信号的关系通过实验发现,随着光源波长的增加,光电传感器的输出信号逐渐减小。

这是因为不同波长的光对光电传感器的响应不同,波长越长,响应越弱。

2.光源强度与光电传感器输出信号的关系实验结果表明,随着光源强度的增加,光电传感器的输出信号也逐渐增加。

这是因为光源强度越高,光子数量越多,光电传感器接收到的光子数量也越多,从而输出信号增强。

五、结论与展望通过本次实验,我们深入了解了光电信息科学与工程的基本原理和光电传感器的特性,掌握了相关实验技能和方法。

实验结果证实了光源波长和强度对光电传感器输出信号的影响规律,为实际应用提供了重要参考。

展望未来,随着科技的不断进步和创新,光电信息科学与工程将在更多领域发挥重要作用,为人类生活带来更多便利和进步。

光电能实验报告总结(3篇)

光电能实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高,可再生能源的开发与利用越来越受到重视。

光能作为一种清洁、可再生的能源,具有巨大的开发潜力。

本实验旨在通过光电能实验,深入了解光能的转换原理、实验方法以及相关设备的应用,为我国光能产业的发展提供技术支持。

二、实验目的1. 理解光能转换的基本原理,掌握光能转换的关键技术。

2. 掌握光能转换实验的基本操作,提高实验技能。

3. 分析光能转换实验数据,评估实验结果,为实际应用提供参考。

三、实验内容1. 光能转换原理及设备介绍(1)光能转换原理:光能转换是将光能转化为电能的过程,主要利用光伏效应、光热效应和光化学效应等原理实现。

(2)设备介绍:实验中使用的设备包括太阳能电池板、光敏电阻、光敏二极管、光敏晶体管、光敏传感器等。

2. 光能转换实验(1)光伏效应实验:通过搭建光伏电池板实验装置,观察光伏电池板在不同光照条件下的发电性能。

(2)光热效应实验:利用光敏电阻或光敏二极管,观察光热效应在实验中的表现。

(3)光化学效应实验:通过光化学电池实验,观察光化学效应在实验中的表现。

3. 数据分析(1)光伏效应实验数据分析:根据实验数据,绘制光伏电池板在不同光照条件下的发电曲线,分析光伏电池板的发电性能。

(2)光热效应实验数据分析:根据实验数据,分析光敏电阻或光敏二极管在不同光照条件下的电阻变化,评估光热效应在实验中的表现。

(3)光化学效应实验数据分析:根据实验数据,分析光化学电池在不同光照条件下的化学性能,评估光化学效应在实验中的表现。

四、实验结果与分析1. 光伏效应实验结果:实验结果显示,光伏电池板在不同光照条件下的发电性能较好,且发电性能与光照强度呈正相关。

2. 光热效应实验结果:实验结果显示,光敏电阻或光敏二极管在不同光照条件下的电阻变化明显,光热效应在实验中表现良好。

3. 光化学效应实验结果:实验结果显示,光化学电池在不同光照条件下的化学性能较好,光化学效应在实验中表现良好。

光电信息实验报告

光电信息实验报告

一、实验目的1. 了解光电信息科学与工程的基本原理和实验方法。

2. 掌握光电效应的基本规律及其应用。

3. 学习光电检测技术的原理和操作方法。

4. 培养实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理光电效应是指当光照射到某些物质表面时,物质中的电子吸收光能并逸出表面的现象。

光电效应的基本规律包括:1. 光电子的逸出功与光的频率有关,当光的频率大于某一特定值时,光电子才能逸出。

2. 光电子的动能与光的频率成正比,与光强度无关。

3. 光电流与光强度成正比。

光电检测技术是利用光电效应将光信号转换为电信号的技术。

常见的光电检测元件有光电管、光电二极管、光电三极管等。

三、实验仪器与材料1. 光源:卤钨灯、激光笔2. 光电检测元件:光电管、光电二极管、光电三极管3. 测量仪器:示波器、万用表、信号发生器4. 实验架、导线、连接器等四、实验内容1. 光电效应实验1.1. 调节光源,使其照射到光电检测元件上。

1.2. 使用示波器观察光电流的变化。

1.3. 改变光源的频率和强度,观察光电流的变化。

1.4. 分析光电效应的基本规律。

2. 光电检测技术实验2.1. 调节信号发生器,产生不同频率和强度的光信号。

2.2. 使用光电检测元件检测光信号。

2.3. 利用示波器观察光电流的变化。

2.4. 分析光电检测技术的原理和操作方法。

五、实验步骤1. 准备实验仪器和材料,检查设备是否正常。

2. 将光电检测元件连接到示波器和信号发生器上。

3. 调节光源,使其照射到光电检测元件上。

4. 使用示波器观察光电流的变化,记录实验数据。

5. 改变光源的频率和强度,重复步骤4,观察光电流的变化。

6. 分析实验数据,得出结论。

六、实验结果与分析1. 光电效应实验结果:1.1. 当光的频率大于光电检测元件的截止频率时,光电流随光强度的增加而增加。

1.2. 光电子的动能随光的频率增加而增加。

1.3. 光电流与光强度成正比。

2. 光电检测技术实验结果:2.1. 光电检测元件能够将光信号转换为电信号。

光电技术实验报告

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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摄像机原理及应用、线阵 CCD 应用技术
实验概要
线阵 CCD 是一种较为简单的 CCD,常用在非接触自动检测设备上,本次关于 CCD 的 实验包括线阵 CCD 原理与驱动特性以及线阵 CCD 输出特性的测量,主要目的是对 CCD
的认知和了解。通过实验了解 CCD 实验开发仪的操作方法、二相 CCD 各路脉冲的工作原 理。
7
系统原理
溴灯
调制器
样品

单色仪


调制信号输出
锁定放大器 AB 信号输入 参考输入
光谱透过率测试装置示意图 实验通过放置不同的样品,使用单色仪改变输出光波长,通过测量每个波长时光 的透过率(测量原理和第一个实验相同),得到一定范围内的光谱透过率。由光 谱透过率曲线可以了解样品对光的透过情况。
实验记录
2.说明 RS 脉冲、SP 脉冲和 CP 脉冲的作用,输出信号与 CR1、CR2 周期的关系 RS 是复位脉冲,每出现一次,最右(以右端为输出端)的一个 MOS 结构中的电 荷被读出,并引起 MOS 结构中电荷的一次向右转移;RS 信号周期与 CR1、CR2 信 号周期相同,因为 CR1 每产生一次高电平就输出一个电荷包,同时复位脉冲也跟 随产生。 SH 为电荷转移控制电极。SH 为低电平时所有 MOS 结构处于“曝光”状态,MOS 电容对光生电子进行积累;SH 为高电平时,光敏区积累的光生电子移向两侧的 移位寄存器中,时间很短,所以 SH 脉冲的周期决定了器件采光时间的长短。SH 信号的周期远大于 CR1、CR2 信号周期,用于保证所有 MOS 结构所携带电荷信息 的输出。
39.2
15
20.6
15
41.2
驱动频率 3 档 积分时间 FC 周期 (档) (ms)
00
22.4
01
26.2
02
30.4
03
34.4
04
38.2
05
42.4
06
46.2
07
50.4
08
54.2
09
58.2
10
62.4
11
66.4
12
70.4
13
74.4
14
78.4
15
82.4
5
驱动频率 0 档
实验记录
V0=520mV
标准样品透过率 电压/mV 实测透过率
0.90 427.8 0.823
0.79 414.1 0.796
实验数据 0.50 247.2 0.475
0.32 173.0 0.333
0.10 67.0 0.129
根据上述实验数据计算得到透过率,与标准样品比较,可以发现多数测量值与标准样品吻合。 首列和尾列的误差相对较大,可能的原因有:实验用的样品受到污染或者老化。
光电透过率测量系统实验 基本原理
根据比尔-朗伯定律,如果光的传播媒介中存在光的吸收与散射,则辐射能通量为φ(0)的入 射辐射,在经过长为 x 的传播距离后,透过的通量变为:φ(x)=φ(0)e-(ux),其中 u=uα+ux,表 示吸收系数与散射系数。那么经过介质前后的光强比称作透过率,Tλ=I1/I0 x 100%.
02
7.6
02
15.2
03
8.6
03
17.2
04
9.56
04
19.1
05
10.6
05
21.2
06
11.6
06
23.2
07
12.6
07
25.2
08
13.6
08
27.2
09
14.56
09
29.2
10
15.6
10
31.2
11
16.6
11
33.2
12
17.6
12
35.1
13
18.6
13
37.2
14
19.6
14
实验的应用意义
测量光电透过率有应用上的意义,比如大雾天气中红绿灯灯光的穿透能力、消防应急标志灯 的安防,这些都需要考虑到光的透过率。本实验相对简单,直接以 V0 作为光源功率对应的 电压值,若要增大测量的距离,则不应该认为空气的透过率为 1,此时的做法可以先近距离 测量出 V0,再进行远距离的测量。
摄像机原理及应用、线阵 CCD 应用技术______________4
实验概要_______________________________________________ 4 实验记录_______________________________________________ 4 实验总结_______________________________________________ 6
光谱透过率测试实验
基本内容
实验主要包扩单色仪的定标和光谱特性的测量。定标即首先利用汞灯的几条 特定谱线对单色仪进行校准定标,找出单色仪出射光实际波长与显示波长读数的 对应关系;光谱特性的测量即利用宽光谱的卤素灯——溴灯作光源,分别测量探 测器在直接接收单色仪出射光和透过被测样品时的光谱响应,从而求出几种样品 的光谱透过率。
样品(532nm) 波长/nm 380 V1/mV 50 V2/mV 85
Ta 0.588 波长/nm 560 V1/mV 47 V2/mV 700
Ta 0.067 波长/nm 740 V1/mV 26 V2/mV 66
Ta 0.394
400 48 115 0.417 580 47 683 0.069 760 24 55 0.436
6.进一步增加积分时间以后,输出信号的宽度会变宽吗?为什么?如果产生“变 宽了”的现象说明线阵 CCD 进入了什么工作状态? 应该是产生了“拖影”的效果,输出的图像信息模糊。 7.如果输入到线阵 CCD 光敏面上的光太强或积分时间太长,使线阵 CCD 器件工作 到饱和状态,此时线阵 CCD 输出信号的幅度会怎样变化? 每个 MOS 结构输出信号幅度变化不大,也就是曝光太长,导致图片输出效果是很 亮的一片。
5.800
07
6.300
08
6.800
09
7.300
10
7.800
11
8.280
12
8.800
13
9.280
14
9.800
15
10.280
积分时间的测量
驱动频率 1 档 积分时间 FC 周期 (档) (ms)
驱动频率 2 档 积分时间 FC 周期
(档) (ms)
00
5.6
00
11.2
01
6.6
01
13.2
系统原理
实验系统采用单通道直接光电探测系统,需要的器材有:半导体激光器,GDT-1 型透射率检 验装置、直流稳压电源、函数发生器、示波器等等。 根据透射率的公式的意义,可以得出以下原理框图:
因为所测电压与光信号强度成正比,所以通过将光信号的测量转化为电信号的测量,首次不 放置媒介,认为通过空气后,光电接收器接收到 100%的光功率。测量此时的电信号记录为 V0,随后放置媒介,测量放置不同媒介时在接收方得到的电压值,其与 V0 的比值即为透过 率。
[光电信息技术实验]
指导老师: 班级: 姓名: 学号:
光电透过率测量系统实验___________________________ 3
基本原理_______________________________________________ 3 系统原理_______________________________________________ 3 实验记录_______________________________________________ 3 实验的应用意义_________________________________________ 4
4.80
驱动频率 1 档
输出信号 UO
积分时 FC 周 输出幅度 输出幅度
间(档) 期(ms) (VH)/V (VL)/mV
00
5.6
4.88
02
7.58
4.80
04
9.58
4.80
06
11.6
4.80
-400
08
13.6
4.80
10
15.6
4.80
12
17.6
4.88
14
19.6
4.88
驱动频率 3 档
6
CP 脉冲和 SH 脉冲反相。 3.解释为何在同样参数设置的情况下,彩色线阵 CCD 输出信号 UR、UG、UB 的幅 度会出现较大的差异,差异产生的原因有那些? 单 CCD 彩色相机中使用了拜尔滤光片,参数设置相同,但光源中红绿蓝的波长不 同,激发的电子数不同,所以分量输出的信号幅度不一样。(参考 TheImageSource 《彩色 CCD 相机工作原理》 /downloads/howcolcamswp.zh_CN.pdf) 4.解释为什么驱动频率对积分时间会有影响 驱动频率越低,光栅上的周期就越大,则两个 SH 之间的时间就越长,即积分时 间越长。
实验记录
驱动频率 f 0档 1档 2档 3档
项目 周期(μs) 频率(KHz) 周期(μs) 频率(KHz) 周期(μs) 频率(KHz) 周期(μs) 频率(KHz)
驱动频率与周期
CR1
CR2
2
2
500
500
4
4
250
250
8
8
125
125
16
62.5
根据上述数据以及 CR1、CR2、RS 波形,可以发现 1)CR1 与 CR2 反相,用于控制转移电荷
光谱透过率测试实验_______________________________ 7
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