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光电检测实验报告

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光电检测实验报告

光电检测试验报告

专 业：应用物理学 姓 名：叶 长 军

学 号：10801030125 指导教师：王 颖 实验时间：2021.4

重庆理工大学光电信息学院

实验一 光敏电阻特性实验

实验原理:

利用具有光电导效应的半导体材料制成的光敏传感器叫光敏电阻。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。

内光电效应发生时，光敏电阻电导率的改变量为： ????p?e??p??n?e??n ，e为电荷电量，?p为空穴浓度的改变量，?n为电子浓度的改变量，?表示迁移率。当两端加上电压U后，光电流为：Iph?A????U

d式中A为与电流垂直的表面，d为电极间的间距。在一定的光照度下，??为恒定的值，因而光电流和电压成线性关系。

光敏电阻的伏安特性如图1-2所示，不同的光照度可以得到不同的伏安特性，表明电阻值随光照度发生变化。光照度不变的情况下，电压越高，光电流也越大，光敏电阻的工作电压和电流都不能超过规定的最高额定值。

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图1-2光敏电阻的伏安特性曲线 图1-3 光敏电阻的光照特性曲线

实验仪器:

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（做光照特性测试，由用户自备或选配） 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,用万用表欧姆档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R亮，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1-5接线，分别在暗光及有光源照射下测出输出电压暗和U亮，电流L暗=U暗/R,亮电流L亮=U亮/R，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。 3. 光敏电阻的伏安特性测试

按照上图接线，电源可从直流稳压电源+2~+12V间选用， 每次在一定的光照条件下，测出当加在光敏电阻上电压 为+2V；+4V；+6V；+8V；+10V；+12V时电阻R两端的电压UR，

和电流数据，同时算出此时光敏电阻的阻值，并填入以下表格，根据实验数据画出光敏电阻的伏安特性曲线。

光敏电阻伏安特性测试数据表（暗光） 工作电压 2 4 6 8 10 Ur

v 0.67 3 5 7 9 电阻 KΩ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 电流 μA 0 0 0 0 0 光敏电阻伏安特性测试数据表（正常环境光照） 电压（伏） 2 4 6 8 10 Ur v 1.918 3.836

5.754 7.637 9.581 电阻KΩ 4.82 4.56 4.56 4.48 4.66 电流 μA 17 36 54 73

90 光敏电阻伏安特性测试数据表（有光源照射） 电压（伏） 2 4 6 8 10 Ur

v 1.962 3.924 5.886 7.848 9.811 电阻KΩ 2.1 2.11 2.0 2.0 1.96 电流 μA 18 36 56 76 96 4. 光敏电阻的光照特性测试

按照图1-5接好实验线路，负载电阻R选定1K，光源用高亮度卤钨灯，（实验者可仔细调节光源控制旋钮，得到不同的光源亮度），每确定一种亮度后改变测试电路工作电压从0V-12V. 3 / 5

从电源电压UCC=2V开始到UCC=12V，每次在一定的外加电压下测出光敏电阻在相对

UR光照度从“弱光”到逐步增强的电流数据，即：Iph?，同时求出此时光敏电阻

1.00K?的阻值，即：Rg?Ucc?UR 。这里要求尽量多的测点（不少于15个）不同照度下的电IPh流数据，尤其要在弱光位置选择较多的数据点，以使所得到的数据点能够绘出较为完整的光照特性曲线。

光敏电阻光照特性测试数据表（电压：2 v ） 照度电流 0.016 0.069 0.202

0.564 0.623 0.018 Ur v 0.118 0.063 0.048 0.042 0.041 0.113 光电流μA 20

23 23 23 23 21 光敏电阻光照特性测试数据表（电压：4 v ） 照度电流 0.021

0.136 0.258 Ur v 0.18 0.1 0.09

光电流 μA 45 48 光敏电阻光照特性测试数据表（电压：6 v ） 照度电流

0.029 0.065 0.226 0.368 Ur v 0.39 0.24 0.15 0.13 光电流 μA 68 69 72 72

根据以上实验数据画出光敏电阻的一组光照特性曲线。 实验数据处理：

数据处理使用MATLAB软件绘图。

根据以上数据，处理后可得到光敏电阻的伏安特性曲线：

48 0.62 0.12 72

根据以上数据，处理后可得到光敏电阻的光照特性曲线：

实验结论与讨论：

对数据处理后的上图为光电阻伏安特性曲线和光照特性曲线。

本实验原理较为简单，操作简便。由于实验器件缺少照度计，因此利用万能表测量照度电流。处理数据时，Ur 是电阻R的电压，对于光敏电阻的电压

Ug=U-Ur，还有就是计算过程中要注意单位是否一致。由于光敏电阻特性随光照变化而变化，在附加有源光照时，一定要对准光敏电阻，否则变化不明显。

实验二 光敏电阻的应用-----暗光亮灯电路

实验原理: 4 / 5

图2-1所示即为“光敏灯控”实验单元内的实际电路,在放大电路中,当光照度下降时晶体管T基极电压升高，T导通,集电极负载LED流过的电流增大,LED发光,这是一个暗通电路.。

实验所需部件:

光敏电阻、光敏灯控电路(也可自行用实验选配单元接线)、发光二极管、电压表

实验步骤:

1. 按照仪器面板所示，将光敏电阻对应接入“光敏灯控”单元的“光敏入”，“发光管”端口与工作台上实验模板上的发光管相接。调节“暗光控制”电位器，，使在实验室光照环境下发光管不亮。

2. 然后改变光照条件，分别用白纸、带色的纸和遮光罩改变光敏电阻的光照，当光照变暗到一定程度时发光管跳亮。这就是日常所用的暗光街灯控制电路的原理。 图2-1 光敏灯控电路

3. 根据图2-1暗通电路原理,试设计一个亮通控制电路.

实验结论与讨论：

通过连接器件后LED发光了，表明实验线路连接正确。

本实验我们对光敏电阻、三极管的原理和工作过程有一定的了解，同时将平时的理论学习与实践相结合起来，在实验过程中动手能力也得到了锻炼。

实验三 光敏二极管特性实验

实验原理:

光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。光敏二极管的伏安特性相当于向下平移了的普通二极管，无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流，此时光敏二极管截止。

当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。光敏二极管结构见图3-1。 实验仪器:

光敏二极管、稳压电源、负载电阻(实验选配单元中可变电阻)、遮光罩、光源、

图3-1光敏二极管原理 5 / 5

电压表(自备4 1/2位万用表).、微安表（或自备4 1/2位万用表上的200mA

档）、照度计（自备或另购） 实验步骤:

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光电计数器实验报告

光电计数器实验报告

光电计数器实验报告

学生姓名 李志

学号 081244115

专业名称 光信息科学与技术

指导教师 易煦农

时间日期 2011-10-19

摘 要

21世纪是信息时代，是获取信息，处理信息，运用信息的时代。传感与检测技术的重要性在于它是获得信息并对信息进行必要处理的基础技术，是获取信

息和处理加工信息的手段，无法获取信息则无法运用信息。

光电式传感器是将光信号转化为电信号的一种传感器。它的理论基础是光电效应。这类效应大致可分为三类。第一类是外光电效应，即在光照射下，能使电子逸出物体表面。利用这种效应所做成的器件有真空光电管、光电倍增管等。第二类是内光电效应，即在光线照射下，能使物质的电阻率改变。这类器件包括各类半导体光敏电阻。第三类是光生伏特效应，即在光线作用下，物体内产生电动势的现象，此电动势称为光生电动势。这类器件包括光电池、光电晶体管等。光电效应都是利用光电元件受光照后，电特性发生变化。敏感的光波长是在可见光附近，包括红外波长和紫外波长。数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的。有采用机械方式的接触式触发的，有采用电子传感器的非接触式触发的，光电式传感器是其中之一，它是一种非接触式电子传感器。采用光电传感器制作的光电式电子计数器。这种计数器在工厂的生产流水线上作产品统计，有着其他计数器不可取代的优点。

【关键词】光电效应 光电传感器 光电计数器

ABSTRACT

The 21st century is the age of information, it is the access to

information, treatment information, use of the information age. Sensing

光电二三极管特性测试实验报告

光电二三极管特性测试实验报告

光敏二极管特性测试实验

一、实验目的

1.学习光电器件的光电特性、伏安特性的测试方法；

2.掌握光电器件的工作原理、适用范围和应用基础。

二、实验内容

1、光电二极管暗电流测试实验

2、光电二极管光电流测试实验

3、光电二极管伏安特性测试实验

4、光电二极管光电特性测试实验

5、光电二极管时间特性测试实验

6、光电二极管光谱特性测试实验

7、光电三极管光电流测试实验

8、光电三极管伏安特性测试实验

9、光电三极管光电特性测试实验

10、光电三极管时间特性测试实验

11、光电三极管光谱特性测试实验

三、实验仪器

1、光电二三极管综合实验仪 1个

2、光通路组件 1套

3、光照度计 1个

4、电源线 1根

5、2#迭插头对（红色，50cm） 10根

6、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根

7、三相电源线 1根

8、实验指导书 1本

四、实验原理

1、概述 随着光电子技术的发发展,光电检测在灵敏度、光谱响应范围及频率我等技术方面要求越来越高，为此，近年来出现了许多性能优良的光伏检测器，如硅锗光电二极管、PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）等。光敏晶体管通常指光电二极管和光电三极管，通常又称光敏二极管和三敏三极管。

光敏二极管的种类很多，就材料来分，有锗、硅制作的光敏二极管，也有III－V族化合物及其他化合物制作的二极管。从结构我来分，有PN结、PIN结、异质结、肖特基势垒及点接触型等。从对光的响应来分，有用于紫外光、红外光等种类。不同种类的光敏二极管，具胡不同的光电特性和检测性能。例如，锗光敏二极管与硅光敏二极管相比，它在红外光区域有很大的灵敏度，如图所示。这是由于锗材料的禁带宽度较硅小，它的本征吸收限处于红外区域，因此在近红外光区域应用；再一方面，锗光敏二极管有较大的电流输出，但它比硅光敏二极管有较大的反向暗电流，因此，它的噪声较大。又如，PIN型或雪崩型光敏二极管与扩散型PN结光敏二极管相比具有很短的时间响应。因此，在使用光敏二极管进要了解其类型及性能是非常重要的。

光电检测技术实验设计

光电检测技术实验设计

光电检测技术

实验报告

题 目： 光电报警系统的设计和制作

学 院： 仪器科学与光电工程学院

专 业： 测控技术与仪器

班 级：

学生姓名：

指导老师：

实验三 光电报警系统的设计和制作

一、设计任务

红外报警器系统的原理框图如图1所示。由红外光源发出的红外辐射被红外探测器接收，红外辐射信号变为电信号，经信号放大和处理电路后送报警电路。系统分成发送和接收两部分，分开放置。当没有人和物体进入这两部分之间，红外辐射没有被阻挡时，报警处于不报警状态。一旦有人或物体进入这两部分之间。红外辐射被阻挡，报警器立即翻转到报警状态。

图1 红外报警器系统原理框图

二、设计方案

（1）发射端电路

用NE555组成振荡器来驱动发光管，NE555构成多谐振荡器原题图如图2所示。下面对照电路图简述其工作原理及参数选择。

图2 多谐振荡器

注：1地 GND 2触发 3输出 4复位 5控制电压 6门限(阈值) 7放电 8电源电压Vc

当3脚为高电平（略低于Vc时），输出电压将通过R1对C1充电。A点电压按指数规律上升，时间常数为R1C1。

当A点电压上升到上限阙值电压（约2Vc/3时），定时器输出翻转成低电平555振荡电路红外发射信号放大红外接收比较报警输出红外光（略大于0V）。这时，A点电压将随C1放电而按指数规律下降。当A点下降到下限阙值电压（约Vc/3）时，定时器输出变成高电平，调整R2的阻值得到严格的方波输出。

用NE555组成振荡器来驱动发光管时，要注意发光管上串联一个限流电阻。使输出电流小于或等于发光管的最大正向电流FI。若振荡器输出电压为Vo，则限流电阻R取值为 FFOIVVR。如果限流电阻低于上述公式所得值，或未加限流电阻，则会造成发光管和定时器烧毁。

U1NE555OUT3RST4VCC8GND1CV5TRG2THR6DSCHG7C3104+5VC1104R15.7KD2LEDR25.7KR3100

光电传感器实验报告（文档4篇）

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1 光电传感器实验报告（文

档4篇）

以下是网友分享的关于光电传感器实验报告的资料4篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。 光电传感器实验报告第一篇 实验报告2 ――光电传感器测距功能测试 1． 实验目的： 了解光电传感器测距的特性曲线； 掌握LEGO基本模型的搭建； 熟练掌握ROBOLAB软件； 2． 实验要求： 能够用LEGO积木搭建小车模式，并在车头安置光电传感器。能在光电传感器紧贴红板，以垂直红板的方向作匀速直

2 线倒车运动过程中进行光强值采集，绘制出时间－光强曲线，然后推导出位移－光强曲线及方程。 3． 程序设计： 编写程序流程图并写出程序，如下所示： ROBOLAB程序设计： 4． 实验步骤： 1) 搭建小车模型，参考附录步骤或自行设计（创新可加分）。 2) 用ROBOLAB编写上述程序。 3) 将小车与电脑用USB数据线连接，并打开NXT的电源。点击ROBOLAB 的RUN按钮，传送程序。 4) 取一红颜色的纸板（或其他红板）竖直摆放，并在桌面平面与纸板垂直 方向放置直尺，用于记录小车行走的位移。 5) 将小车的光电传感器紧贴红板放置，用电脑或NXT的红色按钮启动小 车，进行光强信号的采样。从直尺上读取小车的位移。 6) 待小车发出音乐后，点击ROBOLAB的数据采集按钮，进行数据采集， 将数据放入红色容器。共进行四次数据采集。 7) 点击

3 ROBOLAB的计算按钮，分别对四次采集的数据进行同时显示、平 均线及拟和线处理。 8) 利用数据处理结果及图表，得出时间同光强的对应关系。再利用小车位 移同时间的关系（近似为匀速直线运动），推导出小车位移同光强的关系表达式。 5． 调试与分析 a) 采样次数设为24，采样间隔为0.05s，共运行1.2s。采得数据如下所示。 b) 在ROBOLAB的数据计算工具中得到平均后的光电传感器特性曲线，如图所示： c) 对上述平均值曲线进行线性拟合，得到的光强与时间的线性拟合函数： d) 取四次实验小车位移的平均值，根据时间与光强的拟合函数求取距离与 光强的拟合函数： 由上图可得光强与时间的关系为：y=