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课程编号：08265026
课程名称：光电检测技术
英文名称：OPTOELECTRIC MEASUREMENT TECHNOLOGY
开课学期：7
学时学分：32/2（其中实验学时：12学时）
先修课程：大学物理(光学与电磁学部分)
开课专业：测控技术与仪器、电气工程及其自动化本科生
选用教材：《光电检测技术》 中国计量出版社 雷玉堂等 1997年5月
主要参考书：
1．《光电检测技术》罗先和， 北京航空航天大学出版社1995
2．《光电检测技术》高稚允，中国计量出版社，1997.5
3．《光电检测技术》雷玉堂，中国计量出版社，1997.5
4．《光电检测技术》钱浚霞，浙江大学出版社1993.
5．《光电检测原理及应用》秦积荣，中国计量出版社，1985.3
6．《光电测试技术》浦昭邦，机械工业出版社，2005
执笔人：刘杰
一、 课程性质、目的与任务
光电检测技术是“测控技术及仪器与电气工程及其自动化”专业本科选修专业课。．通过本课程深化理解光电技术的基本理论和基本知识。了解光电技术中主要光源的有关特性，了解光电系统的基本组成，了解光电技术中光信息和光电信息的主要处理方法，着重了解各类光电器件的有关特性和基本应用。理论联系实际，提高实践动手能力，提高电子电路和微型计算机在光电技术中的应用能力。激发研究开发实用光电系统或装置的能力，为从事仪器系统打下基础。
二、教学基本要求
1．了解光电检测系统的组成及光电技术的概况，熟悉与光电检测有关的参量的意义。
2．掌握常用器件的特性，并学会选择光电检测用光源、探测器以及辅助性光学元件。
3．掌握常用的几种光参量调制技术的原理和方法，并能进行简单的系统调试。
4．熟悉光电检测中的各种常用电路的组成原理。
5．熟悉光电检测系统组成原理。
三、各章节内容及学时分配
第一章 光电检测技术基础(2学时)
教学目的与要求
通过本部分的学习，要求学生重点掌握光的概念及有关参量，物体热辐射，辐射度参量与光度参量的关系。概括了解光电检测技术概况。
教学内容
1． 光电检测技术概况
2． 光的基本性质，
3． 光辐射度量，光谱辐射度量，光度量
4． 半导体物理基础，半导体对光的吸收
5． 光电效应.
考核要求
了解：“光电检测技术”课程主要讲授内容和光电检测的地位和作用。
理解：有关参量的概念
掌握：光的性质，光电效应。
第二章 光电检测器件(2学时)
教学目的与要求
通过本部分的学习，要求学生重点掌握光电检测器件的特性参数，光电倍增管及半导体光电检测器件的原理，特性及应用。概括了解光电检测器件的分类。
教学内容
1． 光电检测器件概念，特点
2． 光电检测器件基本特性参数
3． 光电倍增管
4． 半导体光电器件-光敏电阻，光电池，光敏二极管，光敏三极管
5． 各种光电器件的性能和应用选择
考核要求
了解：光电检测器件的分类
理解：器件的原理，特性
掌握：光电检测器件的特性，各种光电器件的性能和应用许选择。
第三章 发光和耦合器件（2学时）
教学目的与要求
通过本部分的学习，要求学生重点掌握激光的产生原理，半导体激光器的原理，光电耦合器的原理和抗干扰特性分析。概括了解发光二极管的工作原理和应用。
教学内容
1． 光的产生,发光二极管,
2． 激光光源,
3． 光电耦合器件
考核要求
了解：发光二极管的工作原理和应用
理解：光电耦合器的原理，特性
掌握：激光的产生原理，半导体激光器的原理，光电耦合器抗干扰特性分析。
第四章 .光电成像器件(4学时)
教学目的与要求
通过本部分的学习，要求学生重点掌握电荷耦合器件的工作原理，光电成像器件的基本特性，CCD驱动电路。概括了解光电成像器件的发展，类型。
教学内容
1. 光电成像器件类型,基本特性,
2. 光电成像原理和电视摄像制式
3. 电荷耦合器件及驱动
4. 线型和面型CCD
考核要求
了解：光电成像器件的发展，类型
理解：线型和面型CCD
掌握：电荷耦合器件的工作原理，光电成像器件的基本特性，CCD驱动电路,光电成像原理,电荷耦合器件.
第五章 光电信号检测电路设计(2学时)
教学目的与要求
通过本部分的学习，要求学生重点掌握检测电路的设计要求和步骤，各种光信号的检测电路设计。概括了解光电信号检测电路噪声估算。
教学内容
1. 光电检测电路的设计要求和步骤,
2. 缓变光信号电检测电路
3. 交变光信号电检测电路
4. 光电信号检测电路噪声估算
5. 光电信号放大电路
考核要求
了解：光电信号检测电路噪声估算
理解：缓变和交变光信号电检测电路设计的区别
掌握：检测电路的设计要求和步骤，各种光信号的检测电路设计,光电信号放大电路
第六章 光电信号的数据采集与微机接口(2学时)
教学目的与要求
通过本部分的学习，要求学生重点掌握视频信号二值化处理，CCD视频信号的量化处理。了解单元光电信号的数据采集与微机接口。
教学内容
1. 光电信号的二值化处理,
2. 光电信号的量化处理
3. 视频信号的数据采集与微机接口
考核要求
了解：光电信号数据采集与微机接口
理解：光电信号的二值化处理
掌握：视频信号二值化处理，CCD视频信号的量化处理。
第七章 光电信号的变换和检测技术(2学时)
教学目的与要求
通过本部分的学习，要求学生重点掌握时变光信号的直接检测－幅度测量和频率测量原理,时变光信号的调制方法及解调，了解简单光学目标的形位检测。
教学内容
1. 时变光信号的直接检测,
2. 时变光信号的调制
3. 简单光学目标的形位检测
考核要求
了解：简单光学目标的形位检测
理解：单通道与双通道的测量系统
掌握：时变光信号的直接检测－幅度测量和频率测量原理,时变光信号的调制方法及解调
第八章常用光电检测技术(2学时)
教学目的与要求
通过本部分的学习，要求学生重点掌握常用光电检测技术的原理，了解常用光电检测技术的设计方案。
教学内容
1． 莫尔条纹检测技术；
2． 激光干涉测长技术；
3． CCD图像检测技术；
4． 光纤检测技术。
考核要求
了解：常用光电检测技术的设计方案。
理解：常用光电检测技术选择原则
掌握：常用光电检测技术的原理
第九章：智能光电检测系统设计(2学时)
教学目的与要求
通过本部分的学习，要求学生重点掌握智能光电检测系统设计的原理，了解光电检测技术和系统的发展方向
教学内容
1． 光电检测技术和系统的发展方向；
2． 光电检测系统的开发与设计。
考核要求
了解：光电检测技术和系统的发展方向；
理解：光电检测系统的开发原则
掌握：光电检测系统的开发与设计方案技术和系统的发展方向；
四、实验：
1．实验目的与任务
通过本课程深化理解光电技术的基本理论和基本知识。了解光电技术中主要光源的有关特性，了解光电系统的基本组成，了解光电技术中光信息和光电信息的主要处理方法，着重了解各类光电器件的有关特性和基本应用。理论联系实际，提高实践动手能力，提高电子电路和微型计算机在光电技术中的应用能力。研究开发实用光电系统或装置的能力。
2．实验教学基本要求
要求学生在课前认真阅读实验教材和有关资料，独立认真地进行实验，认真作好实验报告，认真分析实验现象和实验数据，引出正确结论
3．实验教材或指导书
光电检测实验指导书
4．实验项目一览表
序号
| 实验项目
| 内容提要
| 实验
类型
| 学时
分配
| 主要仪器
设 备
| 实验
地点
| 备注
|
1
| 光电探测器特性测试
| 了解光电探测器的灵敏度不仅与信号光的波长有关，而且与信号光的调制频率有关；掌握发光二极管的电流调制方法；熟悉测量探测器相应时间的方法。
| 综合型
| 2学时
| 正弦信号发生器，双踪示波器，稳压电源一台，晶体管毫伏表一只，发光二极管、硅光电二极管、光敏电阻及电阻箱各一只。
| 光电实验室
|
|
2
| 激光特性测试
| 了解氦氖激光的特性；学习激光功率、强度及发散角的测量方法
| 综合型
| 2学时
| 氦氖激光器一台，激光功率计一台，照度表一只，测量显微镜一台，光电检流计一台，光电池及电阻箱各一只。
| 光电实验室
|
|
3
| 光电倍增管的静态和时间特性的测试
| 熟悉光电倍增管的静态特性和时间特性．以便今后能正确选用光电倍增管，学习光电倍增管的基本特性测量方法。
| 综合型
| 2学时
| 光电倍增管静态特性参数测试装置，检流计，倍增管电源，光源电源，光电倍增管时间特性测试装置
| 光电实验室
|
|
4
| 光电检测系统
| 练习自拟简单的光电检测系统试验；对影响光电检测性能的各种参数进行探讨，以求最大限度地发挥系统的检测能力
| 综合型
| 4学时
| 氦氖激光器一台，电荷耦合器件一只，直流微电机一台，发光二极管及光电二极管各一只，光学元件及电路元件若干
| 光电实验室
|
|
5
| 光电编码器测量系统
| 练习设计一测角系统试验；对影响光电系统性能的各种参数进行探讨，设计出一显示系统
| 综合型
| 4学时
| 光电编码器一台，直流微电机一台，及电路元件若干
| 光电实验室
|
|
五．考试考核办法：考试
