光电信息实验要求掌握的48个问题
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光电检测实验报告光电检测试验报告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为与电流垂直的外表,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,说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。
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,那么灵敏度越高。
在光电器件模板的试件插座上接入另一光敏电阻,试作性能比拟分析。
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,光电流越大那么灵敏度越高。
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。
光电信息科学与工程专业培养方案一、培养目标本专业贯彻落实党的教育方针,坚持立德树人,培养德、智、体、美全面发展,爱国进取、创新思辨、团队协作,厚基础、宽口径、精术业、通工程,掌握必备的自然科学基础知识和专业知识,具有良好的学习能力、实践能力、专业能力,身心健康,具有国际视野和团队精神,可从事光电信息科学与工程中器件和系统的研究、设计、开发、集成、应用、维护等工作的高级专门人才。
通过3-5年实际工作的锻炼,期望达到如下目标:1.具备良好的社会责任感、职业道德水准和敬业精神,有意愿和能力服务国家和社会;2.能够独立承担光电信息产生、传输、处理和应用的研发、设计、制造、测试等工作;3.具有较强的工程创新能力,成为科研院所及企事业单位的中坚力量和业务骨干;4.具备良好的团队协作精神,作为初级领导或者重要成员有效地发挥作用;5.具有广阔的国际视野,能够通过继续教育或其它学习途径更新其核心知识和能力,部分毕业生通过研究生教育能够开展横跨不同学科领域的科学研究。
二、毕业要求1.基础知识:具有从事光电信息科学与工程领域工作所需的数学、自然科学、工程基础和专业知识,并能在分析和解决复杂工程问题中加以利用。
2.问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达,并通过文献研究分析光电信息产生、传输、接收、处理等复杂工程问题。
3.设计/开发解决方案:具有针对光电信息科学与工程领域中的复杂系统、关键部件、处理过程的设计与开发能力,能够在光电信息系统设计环节中体现创新意识,并考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。
4.研究:能够基于科学原理和科学方法,对光电信息科学与工程领域的复杂工程问题进行研究、设计试验、分析数据,并通过信息综合得到合理有效的结论。
5.使用现代工具:在复杂光电信息科学与工程活动中,具有选择和运用技术、资源和信息工具进行工程实践的能力。
6.工程与社会:能够分析和评价光电信息科学与工程问题的实践对健康、安全、法律和文化问题的影响,并理解应承担的责任。
实验48 光电效应的研究光电效应是由赫兹在1887年首先发现的,这一发现对认识光的本质具有极其重要的意义。
1905年,爱因斯坦从普朗克的能量子假设中得到启发,提出光量子的概念,成功地说明了光电效应的实验规律。
1916年,密立根以精确的光电效应实验证实了爱因斯坦的光电方程,测出的普朗克常数与普朗克按绝对黑体辐射定律中的计算值完全一致。
爱因斯坦和密立根分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理学奖。
利用光电效应已制成光电管、光电倍增管等光电器件,在科学技术中得到广泛应用。
【实验目的】1.了解光的量子性,光电效应的规律,通过实验加深对光的量子性的理解。
2.测量光电管的伏安特性曲线,找出不同光频率下的截止电压。
3.验证爱因斯坦方程,并求出普朗克常数。
【实验仪器】DH —CD —1型普朗克常数测定仪【实验原理】在光的照射下,从金属表面释放电子的现象称为光电效应。
光电效应的基本实验事实可归纳为:⑴ 光电发射率(光电流)与光强成正比;⑵ 光电效应存在一个截止频率(阈频率),当入射光的频率低于某一阈值时,不论光的强度如何,都没有光电子产生;⑶ 光电子的动能与光强无关,但与入射光的频率成正比;⑷ 光电效应是瞬时效应,一经光线照射,立刻产生光电子。
爱因斯坦突破了光的能量连续分布的观念,认为频率为ν的光,是以光量子的形式,将一份一份大小为hν的能量向外辐射。
当能量为hν的一个光子与金属中的电子碰撞,其能量全部被这个电子吸收时,电子有可能克服表面势垒逸出金属表面,这就是1887年赫兹观察到的光电效应。
由于光的照射而逸出金属表面的电子称为光电子,由光电子的运动产生的电流,称为光电流。
如果电子从金属表面逸出时所需的逸出功为A ,逸出时电子的动能为1/2mv 2,根据能量守恒定律,应有A mv h +=221ν (1) 其中,h :普朗克常数,公认值为6.62916×10-34J·s ;m :电子的质量;ν:入射光的频率;v :光电子逸出金属表面时的初速度;A :电子从金属表面逸出时所需逸出功。
光电信息科学与工程专业培养方案一、培养目标及规格本专业培养德、智、体、美全面发展,具有较高思想道德和文化素质修养水平、敬业精神和社会责任感,具有扎实的数理、计算机及外语基础,掌握光电信息科学与工程领域的基本理论、专业技术、基本设计方法和国际前沿技术知识,具备较强的创新素质和国际化视野,工程实践动手能力和计算机应用能力较强,能够适应技术进步和社会主义市场经济建设需要的高层次、高素质的人才。
专业学术型人才要求具有扎实的数理基础知识,系统掌握专业核心基础知识和解决前沿问题方法的入门知识,具备较强的知识创新素质和宽阔的国际化视野,能够独立从事相关学科的科学研究与教学工作。
工程实践型人才要求在各种光电信息系统设计与应用等方面能够运用理论知识解决工程实践问题,具有较强的工程意识和工程素养,掌握精良技能,具备独立发现和归纳提出问题、分析和解决问题的能力。
就业创业型人才要求能够从事光电信息领域的技术开发、技术改造及经营管理等方面工作,具有开拓进取、敬业务实、团队协作、乐观上进的人格素养,具有良好的表达能力和社交能力,能够适应社会主义市场经济发展的需要。
二、基本要求(一)知识结构要求具有扎实的数理基础知识,掌握光电信息科学与工程领域的基本理论、基本原理和系统的基本设计方法,掌握专业核心基础知识和解决本领域前沿问题方法入门知识,具有较强的工程实践能力和基本工程经济观点。
懂得一定的法律、经济及管理方面的基本知识,具有一定的人文历史艺术修养和哲学和社会科学的基础知识。
掌握一门外国语,能顺利地阅读相关的专业书刊,具有一定的听、说、写能力。
(二)能力结构要求具有实事求是、独立思考的科学态度、良好的学风和自学能力,实践动手能力强,具有本专业所需的运算、实验、测试和基于计算机的设计与应用技能,具有较强的工程意识和工程素养,掌握精良技能(至少一项的动手技能),具有发现归纳和提出问题、分析和解决问题的能力。
具有批判性思维和创新性思维、独立工作的能力、终生自我学习的能力。
佛山科学技术学院实 验 报 告课程名称 实验项目 专业班级 姓名 学 号 指导教师 成绩 日 期 年 月 日 一、实验目的1.了解光电效应的规律,加深对光的量子性的理解; 2.测量光电管的伏安特性曲线;3.学习验证爱因斯坦光电效应方程的实验方法,测量普朗克常数。
二、实验仪器光电效应(普朗克常数)实验仪(详见本实验附录A ),数据记录仪。
三、实验原理1.光电效应及其基本实验规律当一定频率的光照射到某些金属表面时,会有电子从金属表面即刻逸出,这种现象称为光电效应。
从金属表面逸出的电子叫光电子,由光子形成的电流叫光电流,使电子逸出某种金属表面所需的功称为该金属的逸出功。
研究光电效应的实验装置示意图如图1所示。
GD 为光电管,它是一个抽成真空的玻璃管,管内有两个金属电极,K 为光电管阴极,A 为光电管阳极;G 为微电流计;V 为电压表;R 为滑线变阻器。
单色光通过石英窗口照射到阴极上时,有光电子从阴极K逸出,阴极释放出的光电子在电场的加速作用下向阳极A 迁移形成光电流,由微电流计G 可以检测光电流的大小。
调节R 可使A 、K 之间获得连续变化的电压AK U ,改变AK U ,测量出光电流I 的大小,即可测出光电管的伏安特性曲线,如图2(a)、(b)所示。
图2 光电效应的基本实验规律光电效应的基本实验规律如下:(1)对应于某一频率,光电效应的AK -I U 关系如图2(a)所示。
从图中可见,对一定的频率,有一电压0U ,当AK 0U U ≤时,光电流为零,这个相对于阴极的负值的阳极电压0U ,称为截止电压。
(2)当AK 0U U ≥后,I 迅速增加,然后趋于饱和,饱和光电流M I 的大小与入射光的强度P 成正比,如图2(b)所示。
(3)对于不同频率的光,其截止电压的值不同,如图2(a)所示。
(4)截止电压0U 与频率v 的关系如图2(c)所示。
0U 与ν成正比。
当入射光频率低于某极限值0v (随不同金属而异)时,无论光的强度如何,照射时间多长,都没有光电流产生。
考试高分笔记基本常识:AEΦPIS =⨯===光照度受光面积光通量输入光功率输出信号光电流电流灵敏度光通量-lm ;照度-lx ;亮度-sb ;光强-cd光敏电阻-正偏,光电二极管-反偏,光电池-没有外加偏置(这里偏置可以理解为器件之外有没有添加电源,)重点简录:1、P33,量子效率,6’ 量子效率 hvP eI //==的光子数每秒入射波长为每秒产生的光电子数λη2、P52(5),由禁带宽度E g 计算长波限λgg E hc λλc ,νE h ν=⇒==长波限理论值小于实际值原因:1在实际中短波更易被吸收。
2随温度的升高而向短波方向移动3、P52(6),光敏电阻,10’光电导灵敏度EGS g =d p G G G += (亮电导 = 光电导+暗电导)4、 P75,光电二极管,10’Lb e )G -U (U ΦS GU U G 0max 000=+=)(产生的总电流 = 暗电流 + 光电流)5、P89,放大倍数,10~12’K PI I A ==阴极电流阳极电流n)(εεA σ0=hv e /ηα=详尽考点:Chapter 2电致发光即场致发光,顾名思义,它是固体发光材料在电场激发下发光的一种现象,是将电能直接转化为光能的过程。
具体过程:物质中的原子受到电子轰击,使原子中的电子获得动能,由低能态跃迁到高能态;当它由受激状态回复到正常状态时,就会发出辐射。
知辐射通量求光通量:光通量 = 视见函数*辐射通量*Km (Km 为光视效能,Km=683 lm/W)例题:光谱光视效率V(505nm)=0.40730,波长为505nm 、1mW 的辐射光,其光通量 为0.2782 lm (计算式:0.40730 x 683 lm/W x 1 mW)LED 发光机理 P22 (就是电致发光)当给发光二极管的P -N 结加正向电压时,外加电场将削弱内建电场,使空间电荷区变窄,载流子的扩散运动加强。
由于电子迁移率总是远大于空穴的迁移率,因此电子由N 区扩散到P 区是载流子扩散运动的主体。
光电课程设计题目一、教学目标本章节的教学目标旨在让学生掌握光电学的基本概念、原理和应用,提高学生的科学素养和实验技能,培养学生的创新精神和团队合作意识。
1.了解光电效应的基本原理和条件。
2.掌握光电管、光电池等光电元件的工作原理和性能。
3.熟悉光的传播、反射、折射等光学现象。
4.能够运用光电效应解释日常生活中的光电现象。
5.能够运用光学原理进行简单的光学设计。
6.具备基本的实验操作能力和数据分析能力。
情感态度价值观目标:1.培养学生对光电科技的兴趣和好奇心,激发学生探索科学的热情。
2.培养学生团队合作、积极进取的精神风貌。
3.增强学生的社会责任感,让学生认识到光电科技在现代社会中的重要性。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括光电效应、光电元件和光学现象三个方面。
1.光电效应:介绍光电效应的基本原理、条件及其应用,如光电管、光电池等。
2.光电元件:讲解光电元件的工作原理、性能及其在实际应用中的优缺点。
3.光学现象:探讨光的传播、反射、折射等基本光学现象,以及相关的应用实例。
三、教学方法为了提高教学效果,本章节将采用多种教学方法相结合的方式进行授课:1.讲授法:系统地传授光电学的基本概念、原理和应用。
2.讨论法:引导学生针对光电现象和应用进行思考和讨论,提高学生的理解能力。
3.案例分析法:分析实际案例,让学生了解光电元件在生产和生活中的应用。
4.实验法:学生进行光电实验,培养学生的实验技能和科学素养。
四、教学资源为了支持本章节的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的光电学教材,为学生提供系统的知识体系。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料:制作光电现象和应用的PPT、视频等资料,增强课堂教学的趣味性。
4.实验设备:配置光电实验所需的仪器设备,确保学生能够顺利进行实验操作。
五、教学评估本章节的教学评估将采用多元化的评估方式,以全面、客观地评价学生的学习成果。
揭示光电效应的光电流与光照强度关系实验引言光电效应是物理学中重要的现象之一,其通过激发物质表面的电子释放光电子的过程,对于理解光的本性以及光与物质相互作用的机理具有重要意义。
光电效应的光电流与光照强度的关系是一个常见而重要的实验现象,通过揭示光电流与光照强度之间的关系可以深入了解光电效应的规律,进一步拓展其在应用中的潜力。
实验目的本实验的目的是通过测量光电效应下的光电流与光照强度的关系,建立二者之间的定量关系,以便研究光电效应的特性。
实验原理光电效应的基本原理可以通过爱因斯坦的光量子理论来解释。
根据该理论,光可以被看作是由一系列能量为hv(其中h为普朗克常数,v为光的频率)的光子组成的。
当光子穿过材料表面时,其能量可以被传递给材料中的电子,从而使电子获得足够的能量以逃脱束缚并产生电流。
根据光电效应的原理,光电流与光照强度之间的关系可以通过实验测定得到。
光电流可以由一个放置在真空管(或者光电效应实验装置)内的金属阴极接收光照射后的电子来测量。
在真空中,由于电子与空气分子碰撞的几率减小,电子被释放出来的可能性更高。
实验步骤1. 实验准备a. 获取光电效应实验装置,其中包括真空管、光源、阴极、阳极等。
b. 连接电路,将真空管的阳极与正电极连接,阴极与电流计连接。
c. 确保实验装置的各个部分处于正确工作状态。
2. 正确测量初始条件a. 将实验装置放置在无外界光源的环境中,并记录此时电流计的读数(初始电流)。
b. 确保光源距离阴极适当距离。
3. 测量光电流与光照强度的关系a. 打开光源,并调节光源的强度,使其产生不同的光照强度。
b. 在每个光照强度下,记录电流计的读数,并计算出光电流的数值。
c. 重复上述步骤,使得测量值具有一定的统计意义。
实验结果与分析通过实验测得的光电流数据与光照强度之间的关系,可以绘制出光电流与光照强度的曲线图。
根据实验结果可以观察到以下几个主要趋势:1. 光电流随光照强度的增加而线性增加,但在一定光照强度下,光电流将达到饱和状态,即不再随光照强度变化。
光电技术实验需要掌握的30个问题1、请设计一套可以做单缝衍射相对光强分布的实验装置示意图,并说明所用元件在实验中的作用。
2、请图示我们本学期所做的单缝衍射的光强分布特点,如果把我们实验装置中的狭缝换成直径与狭缝宽度相当的圆孔,则小孔衍射的光强分布应该是什么样?请图示。
3、如图所示是一个矩形光斑,请设计一套光电探测器,将该光斑不同位置处的光强测出来,并简要描述你所涉及的光电探测器在测量光斑不同位置处光强的原理。
4、请解释单缝衍射的光强分布特征的形成原理。
5、本学期在至少三个实验中用到了硅光电池,请给出硅光电池的结构,并说明硅光电池可用于测量光强的原理。
6、在单缝衍射的光强分布实验中,我们用到的单缝是一块上面有多重缝的玻璃片(组合光栅),其中仅单缝就有多条,请问你在实验中在几条缝上做过单缝衍射实验?你认为单缝衍射的光强分布特点与缝宽有关系吗?请分析说明。
7、请用文字描述单缝衍射的光强分布特点(如决定中央亮条纹宽度的要素、衍射条纹的对称性、衍射角与缝宽的关系,次级大与中央两条纹的关系等)。
8、单缝衍射是光的衍射现象中的一种,我们把光绕过障碍物继续传播的现象都称之为衍射,因此,除了单缝衍射之外,细丝也可以用于光的衍射实验中,请设计一套细丝衍射的实验装置,并说明其工作原理,并根据单缝衍射的实验结果,推论细丝衍射的条纹分布。
9、请根据你在做光的衍射实验中所获得的衍射知识,设置一套实验装置,测量头发丝的直径,并介绍测量方案。
10、在单缝衍射实验中,当缝宽增加一倍时,衍射图象的光强和条纹宽度将会怎样改变?如缝宽减半,又怎样改变?11、绘制出双棱镜干涉的实验装置示意图,并说明所用元件在实验中的作用。
12、在双棱镜干涉实验中,如果干涉条纹数目太少,可以采用什么办法来增加干涉条纹数?如果干涉条纹太细,又可以采取什么办法来使干涉条纹变粗?如果干涉条纹倾斜,又该采取什么办法使得条纹变得竖直?13、在双棱镜干涉实验中,你知道双光束干涉是怎样实现的吗?干涉条纹是怎样分布的?干涉条纹的宽度、数目由哪些因素决定的?14、谈一谈你对液晶的认识。
光电元件测试技术使用技巧及注意事项分享光电元件作为现代电子技术中不可或缺的一部分,被广泛应用于光通信、光电显示、光纤传感、激光器等领域。
为了保证光电元件的性能和质量,光电元件的测试工作显得尤为重要。
本文将从实际应用的角度,分享一些光电元件测试技术的使用技巧及注意事项。
一、测试设备的选择在选择测试设备时,首先要考虑测试的类型。
光电元件测试通常包括光输出功率、频率响应、光电转换效率、光衰减系数等多种指标。
根据需要选择合适的测试设备,如功率计、频谱仪、光谱仪、网络分析仪等。
二、测试环境的准备测试环境对光电元件测试结果的准确性影响较大。
在进行测试前,需要准备合适的测试环境。
其中包括光源的选择、光源的稳定性、测试室的屏蔽、光路的对齐等。
确保测试环境的稳定性和一致性,有助于提高测试结果的准确性。
三、测试样品的处理在进行光电元件测试之前,需要对测试样品进行合理的处理。
首先,要注意保持测试样品的清洁,避免灰尘、油污等对测试结果的影响。
其次,对于一些易受温度、湿度、环境光等因素影响的光电元件,需要在测试过程中进行相应的预热或者调零处理。
四、测试参数的选择在进行光电元件测试时,选择合适的测试参数对测试结果的准确性和可靠性起到关键作用。
对于光输出功率的测试,需要考虑波长范围、功率范围、测量时间等因素。
对于频率响应和光电转换效率的测试,需要考虑测试的频率、采样速率、激励信号等参数。
五、测试过程控制在进行光电元件测试时,需要合理控制测试过程中的各个因素。
例如,在测试光输出功率时,需要保持光源的稳定性,避免温度、电流等因素对测试结果的影响。
同时,还需要避免测试时间过长,以防止光电元件的老化和性能变差。
六、测试结果的分析在进行光电元件测试之后,需要对测试结果进行合理的分析。
首先,要对测试数据进行统计和整理,计算平均值、方差等统计量。
其次,可以采用图表的方式展示测试数据,以便更直观地分析测试结果。
最后,对于不符合要求的测试结果,需要进一步分析原因,找出改进的方向。
光电信息科学与工程本科专业人才培养方案专业代码:080705一、培养目标本专业培养德智体美全面发展,掌握光电信息科学与工程领域内的基本理论和基本实验技能;具有综合运用光电信息科学理论和技术分析解决工程问题的能力;能够在光电信息科学与工程相关领域从事相关研究、设计、开发、应用和管理等工作;富有社会责任感,具有创新意识和创业精神的高素质应用型专门人才。
二、培养要求本专业学生主要学习光电信息科学与工程领域的基本理论和基本知识,接受光电信息系统分析、设计和研究方法等方面的基本训练,掌握光电信息系统应用、设计、集成与研发的基本能力。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:1、掌握本专业所需要的物理、数学、计算机科学、光电子学等方面的基础理论、基本知识,具有坚实而宽广的专业基础。
2、受到良好的科学思维和科学实验的基本训练,掌握从事光电信息科学与工程方面的实验工作和技术工作所必需的基本技能和方法,获得较好的光电信息系统分析、设计、开发方面的实践动手能力,能够较熟练的解决工程中的有关问题。
3、了解新兴信息显示、光电子器件等领域的发展动态,对与本专业方向密切相关的交叉学科的一般知识和高新技术的最新发展有所了解,能适应当代科技的不断发展。
4、熟悉国家信息产业政策及国内外有关知识产权的法律法规,熟悉文献检索和其它获取科技信息的方法,具有较强的创新意识及团队协作精神。
5、具有一定的国际视野和跨文化环境下的交流能力,掌握一门外国语,具有良好的听、说、译、写能力,能较顺利地阅读本专业的外文书籍和相关资料。
6、有较高思想道德和文化修养、敬业精神和社会责任感,以及健康的体魄和良好的心理素质。
三、专业方向1、平板显示:学习和掌握光电信息的产生、采集、传输、变换、接收、储存、显示及处理的基本理论和方法,具备光电信息显示的实现、显示产品分析和设计的基本能力。
能够在信息显示特别是平板显示行业及相近领域内从事设计、制造、研发及管理工作。
2、光电探测:学习和掌握光电探测技术及应用领域的专业理论知识和实验技能,具备光电成像、光电仪器设计、光谱分析与测试技术、光电探测信息处理等系统设计的基本能力。
课程教育研究Course Education Research2021年第32期“立德树人”是教育的根本任务,习总书记在2016年底召开的全国高校思想政治工作会议上指出“要坚持把立德树人作为中心环节”[1],并强调“各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应”。
2019年3月,总书记在思想政治理论课教师座谈会上提出“要坚持显性教育和隐性教育相统一,挖掘其他课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源,实现全员全程全方位育人”[2]。
课程思政是高校落实“立德树人”基本任务的具体途径,是对新时代教书育人职责的深化和拓展。
新时代背景下的教育是要培养社会主义建设者和接班人,教师上课不仅要传授知识,还要传递价值观。
高校的专业课也需要有育人功能,在培养专业能力的同时,助力学生树立正确的人生观、价值观,鼓励学生将自身成长和国家发展相结合,为实现中华民族伟大复兴的中国梦储备专业技术人才,提供助力[3]。
光电技术是21世纪发展最为迅速的信息技术之一,有着广泛的工程应用背景。
在当前“新工科”建设的背景下[4],光电类实验课程是培养光电相关专业人才的重要环节,物理光学、应用光学、激光原理、红外物理等光学理论知识相对抽象,实验是对理论知识学习的重要补充,能够加深学生对理论知识的理解,提高正确运用专业理论知识分析和解决实际问题的动手能力工程实践能力。
西安电子科技大学所物理与光电工程学院开设的光电类实验课程从光电理论知识出发,培养学生分析、解决问题的科学思维方法;在实验过程中培养学生严谨求实的治学态度;选题贴近光电技术发展前沿,开阔学生视野,激发创新思维,提高综合素质。
因此,光电类实验课程中包含丰富的思政教育素材和案例,能够在理论教学的同时达到育人的效果。
1.光电类实验课程思政元素挖掘自然科学课程是所有课程中意识形态最不明显的课程,该类课程中思政元素的融入尤其需要注意不能生搬硬套、强行嫁接,否则会适得其反,思政教育没有做好,理论教学效果也受到影响[5]。
拉曼光谱常见问题集锦仪器信息网纳米人拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应,对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息,并应用于分子结构研究的一种分析方法。
在很长的一段时间,由于拉曼与生俱来的缺点(信号弱)而限制了它的应用,但是随着仪器技术的发展,仪器的灵敏度和分辨率不断提高,体积减小了,操作也简单了,应用领域也由原来的材料领域,拓展到了化学、催化、刑侦、地质领域、艺术、生命科学等各个领域,甚至有一些QC领域也已经开始使用拉曼光谱仪了。
由于很多用户拉曼光谱相关基础较弱,在使用过程中总会遇到一些问题,如Ramanshift和wavenumber是一回事吗?拉曼谱里面得到的荧光背景和荧光光谱仪里面的荧光图区别在哪里?激光拉曼光谱和红外光谱有什么区别?为此,小编今天给大家分享一下拉曼光谱仪使用过程中的一些常见问题和解决方案,其中也包括了一些基础的概念性问题帮助您更好的理解其中的原理,即使您是“门外汉”,看完这些对拉曼光谱也会有一个比较清楚的了解。
详细内容如下:一、测试了一些样品,得到的是Raman shift,但是文献是wavenumber,不知道它们之间的转换公式是怎么样的?激光波长632.8nm。
1. 两者是一回事。
Raman shift即为拉曼位移或拉曼频移,频率的增加或减小常用波数差表示,拉曼光谱仪得到的谱图横坐标就是波数wavenumber,单位cm-1。
2.两者一回事。
拉曼频移ramanshift指频率差,但通常用波数wavenumber 表示,单位cm-1,可以说某个谱峰拉曼位移是??波数,或??cm-1。
3.在Raman谱中,wavenumber有两种理解,一种是相对波数,这时就等于Raman shift;另一种是绝对波数(这在荧光光谱中用的比较多),这个绝对波数是与激发波长有关,不同的激发波长得到的绝对波数是不一样的,这时Raman shift等于(10000000/激发波长减去Raman峰的绝对波数)。
光电集成电路存在的问题
光电集成电路(Photonicintegratedcircuit,PIC)是一种集成了光学器件、电子器件和微纳加工技术的新型集成电路技术。
它具有高速、低功耗、高精度等优点,被广泛应用于通信、光子计算、传感等领域。
然而,光电集成电路仍然存在一些问题,主要包括以下几个方面:
1. 制造成本高。
由于光学器件的精度要求非常高,且制造过程非常复杂,因此光电集成电路的制造成本很高,这也是限制其发展的主要瓶颈。
2. 可靠性有待提高。
由于光电集成电路中的光学器件和电子器件之间的耦合比较复杂,因此光电集成电路的可靠性比传统集成电路还有所欠缺,需要进一步提高。
3. 集成度不高。
目前光电集成电路的集成度还比较低,只能集成少量的器件,这也限制了其应用范围和发展空间。
4. 兼容性有局限。
光电集成电路需要耦合光学信号和电子信号,但是不同光学器件的波长范围和电子器件的工作方式不同,因此光电集成电路的兼容性还有待进一步提高。
综上所述,光电集成电路在发展过程中仍然存在一些问题,需要在制造成本、可靠性、集成度和兼容性等方面进行进一步研究和改进,以推动其在通信、光子计算、传感等领域的应用。
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实验员基础操作常见问题整理1、酸式滴定管涂油的方法是什么?答:将活塞取下,用干净的纸或布把活塞和塞套内壁擦干,用手指蘸少量凡士林在活塞的两头涂上薄薄一圈,在紧靠活塞孔两旁不要涂凡士林,以免堵隹活塞孔,涂完,把活塞放回套内,向同一崐方向旋转活塞几次,使凡士林分布均匀呈透明状态,然后用橡皮圈套住,将活塞固定在塞套内,防止滑出。
2、酸式滴定管如何试漏?答:关闭活塞,装入蒸馏水至一定刻线,直立滴定管约2min,仔细观察刻线上的液面是否下降,滴定管下端有无水滴滴下,及活塞隙缝中有无水渗出,然后将活塞转动180°等待2min再观察,如有漏水现象应重新擦干涂油。
3、碱式滴定管如何试漏?答:装蒸馏水至一定刻线,直立滴定管约2min,仔细观察刻线上的液面是否下降,或滴定管下端尖嘴上有无水滴滴下,如有漏水,则应调换胶管中玻璃珠,选择一个大小合适比较圆滑的配上再试,玻璃珠太小或不圆滑都可能漏水,太大操作不方便。
4、酸式滴定管如何装溶液?答:装之前应将瓶中标准溶液摇匀,使凝结在瓶内壁的水混入溶液,为了除去滴定管内残留的水分,确保标准溶液浓度不变,应先用此标准溶液淋洗滴定管2--3次,每次用约10mL,从下口放出少量(约1/3)以洗涤尖嘴部分,应关闭活塞横持滴定管并慢慢转动,使溶液与管内壁处处接触,最后将溶液从管口倒出弃去,但不要打开活塞,以防活塞上的油脂冲入管内。
尽量倒空后再洗第二次,每次都要冲洗尖嘴部分,如此洗2--3次后,即可装入标准溶液至"0"刻线以上。
5、碱式滴定管如何赶气泡?答:碱式滴定管应将胶管向上弯曲,用力捏挤玻璃珠使溶液从尖嘴喷出,以排除气泡。
碱式滴定管的气泡一般是藏在玻璃珠附近,必须对光检查胶管内气泡是否完全赶尽,赶尽后再调节液面至0.00mL处,或记下初读数。
6、滴定的正确方法?答:滴定时,应使滴定管尖嘴部分插入锥形瓶口(或烧杯口)下1--2cm 处,滴定速度不能太快,以每秒3--4滴为宜,切不可成液柱流下,边滴边摇。
光电信息技术实验需要掌握的48个问题
1、你认为撰写实验报告应该包括哪些要素?这些要素应该从哪些角度去撰写?
2、撰写实验报告的目的是什么?通过撰写实验报告,应该学会什么?
3、你认为撰写实验报告的过程中,重点应该放在哪个部分?为什么?
4、就你对本学期光信息技术实验这门课所设置的实验而言,你认为开展光信息技术实验中需要注意哪些问题?
5、你认为保持光学实验室的整洁卫生重要吗?为什么?
6、导轨上的光学实验和光学平台上的光学实验有什么区别?你认为作为学生实验来说,哪种模式更好?为什么?
7、光学平台主要由哪些部分组成?各部分的功能是什么?
8、选用铁磁不锈钢材料和选择铝材作为光学平台的台板时,各有什么优缺点?
9、铝膜反射镜的缺点是反射率不够高,仅84%左右,膜层的机械强度不够高,膜层表面容易损伤,为了保护铝膜反射镜,在其表面受到污染后应该怎么去处理?
10、什么样的光学元件可以被称为分束镜?分束镜是用来做什么的?一般有哪些类型?
11、从偏振片的结构描述自然光透过偏振片后为什么会变成偏振光?
12、什么是波片?为什么波片也会被称为相位延迟片?
13、根据学过的光学知识,设计一套扩束-准直系统,并介绍其工作原理。
14、与普通透镜相比,傅里叶变换透镜有什么特点?在设计傅里叶变换透镜时,需要注意什么?
15、什么样的光学元件叫滤光片?按光谱波段、光谱特性、膜层材料、应用特点等方式分类,滤光片一般可以分为哪些类型?
16、什么是平晶?简述用平晶测量光学元件表面平整度的原理。
17、He-Ne激光管在没有调出激光的时候所发的光是荧光,简述He-Ne激光管发荧光的工作原理。
18、根据本学期对He-Ne激光器的调节实验的练习,结合上学期《激光原理》方面的知识,简述He-Ne激光器的结构、基本类型和工作原理。
19、结合上学期《激光原理》方面的知识,简述半导体激光器的结构和工作原理。
20、在光信息技术实验中,我们用到过两种光电探测器,一种是硅光电探测器,另一种是平方率探测器,请给出这两种探测器的区别与联系。
21、偏振光是我们在实验中经常用到的,请根据我们已经学过的知识,说出你所了解的产生偏振光的方法,并简要描述从自然光变成偏振光的过程。
22、根据你对法拉第效应实验原理的掌握,请设计出一套可以测量Verdet常数的实验装置,并介绍该装置是如何测量Verdet常数的。
23、根据你对法拉第效应实验原理的掌握,你是否认为该装置可以用来测量线圈内的磁场强度?为什么?
24、从唯象角度来解释法拉第效应旋光角的形成机制。
25、在《验证马吕斯定律实验》中,我们得出透过检偏器的光强I与透过检偏器的最大光强I max之间有什么关系?请推导为什么二者之间呈现的是这种关系。
26、请说出光纤的结构、光纤的分类以及光在光纤中传输的基本规律。
27、给你一块长方体晶体,请沿垂直于光传播的方向,请设计一套给晶体的任意两个相对平行的面之间加上电场,并将其设计成一个零件,能够用于晶体的电光调制实验装中。
要求描述设计思路。
28、结合电光调制实验,解释在我们所做的晶体电光调制实验中,是怎么将信号加载到光波,并又是怎么解调出来的,在调制中,我们该注意哪些问题。
29、结合晶体的电光调制实验,说说下图的意义。
30、根据你对光纤光学与半导体激光器实验的了解,汇出半导体激光器的P-I特性曲线,并在图中标注阈值电流值。
31、请设计一套能够方便演示基于晶体的纵向电光效应而进行电光调制的实验装置,并描述其工作原理。
32、什么是光纤的数值孔径?说出光纤数值孔径的物理意义及其测量方法。
33、在本学期实验中,我们多次碰到将激光耦合到光纤的情况,你觉得实验中所设计的耦合装置容易操作吗?请你自己设计一套将激光耦合到光纤的实验系统,并描述其操作方法。
34、在“光纤光学与半导体激光器实验”和“晶体的电光调制实验”中,都涉及到光信息的调制与解调的内容,请说出这两个实验中所涉及的调制与解调的异同,并说出两种调制方法的优缺点。
35、音频信号的光纤传输实验中,我们看到的是一个实验箱,请根据你对这个实验的掌握,绘制出该实验的原理图,并用文字描述其实验原理。
36、根据你对全息照相实验的掌握,说说影响该实验成败的因素都有哪些,并定性说出这些因素是如何影响实验成败的?
37、光纤分束器是对光实现分路、合路、插入和分配的无源器件。
你认为光纤分束器的内部结构是什么样的?请绘制出光纤分束器的内部结构图,并简要描述其分光原理。
38、光隔离器是一种只允许光波沿光路单向传输的非互易性光无源器件。
请绘出光隔离的原理图,并用文字简要描述其工作原理。
39、光隔离器的作用是隔离反向光对前级工作单元的影响,请给出光隔离器的主要技术指标,并解释这些技术指标的含义。
40、请设计一套光纤压力传感器系统,并说明其工作原理。
41、请设计一套光纤温度传感器系统,并说明其工作原理。
42、请绘出半导体泵浦固体激光实验中的实验原理图,并用文字描述其工作原理。
43、请设计一套实验方案,验证我们实验中所用的半导体激光器的输出光是不是偏振光,说明验证的原理。
44、在压电陶瓷的微驱动实验中,你观察到的什么现象可以说明压电陶瓷带动镜片发生了运动,请简要介绍其中的原理。
45、在压电陶瓷的微驱动实验中,在已知激光波长的情况下,是否可以通过加载在压电陶瓷上的电压获得压电陶瓷的伸缩长度?请说明原因。
46、迈克逊干涉仪中的补偿板起什么作用?在压电陶瓷的微驱动实验中是否有用到补偿板?为什么?
47、在大学物理实验中,我们第一次用迈克尔逊干涉仪来测量He-Ne激光的波长,在那个实验装置中,在光照到干涉屏之前并没有使用扩束镜,但在我们的实验装置中,却需要用到扩束镜,请回顾大学物理实验中迈克尔逊干涉仪的实验装置和压电陶瓷的微驱动实验装置的异同,说明压电陶瓷的微驱动实验需要使用扩束镜的原因。
48、请根据你对实验数据的处理,谈谈数据处理软件在实验数据处理中的重要作用。