光电技术实验三蔡成灼

光电信息技术实验指导书光通信系2019年8月实验一光纤活动连接器插入损耗及回波损耗测试实验一、实验目的1、认知光纤活动连接器（法兰盘）。

2、了解光纤活动连接器在光纤通信系统中的作用。

二、实验内容1、认识和了解光纤活动连接器及其作用。

2、测量光纤活动连接器的插入损耗。

三、实验器材1、主控&信号源、25号模块各1块2、23号模块（光功率计）1块3、连接线若干4、光纤跳线2根5、光纤活动连接器（法兰盘）1个6、Y型分路器1个四、实验原理光纤活动连接器即光纤适配器，又叫法兰盘，是光纤传输系统中光通路的基础部件，是光纤系统中必不可少的光无源器件。

它能实现系统中设备之间、设备与仪表之间，设备与光纤之间以及光纤与光纤之间的活动连接，以便于系统接续、测试、维护。

它用于光纤与光纤之间进行可拆卸（活动）连接的器件。

它是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小。

目前，光纤通信对活动连接器的基本要求是：插入损耗小，受周围环境变化的影响小；易于连接和拆卸；重复性、互换性好；可靠性高，价格低廉。

光连接器的指标有：插入损耗、回波损耗、重复性和温度范围等。

I、插入损耗测试光纤活动连接器插入损耗是指光纤中的光信号通过活动连接器之后，其输出光功率相对输入光功率的分贝数，计算公式为：IL＝10lg（P0/P1）其中P0为输入端的光功率，P1为输出端的光功率，功率单位W。

设备自带的功率计组成架构图插入损耗实验测试框图a插入损耗实验测试框图b光纤活动连接器的插入损耗越小越好。

光纤活动连接器插入损耗测试方法为：如上述实验测试框图所示，（图B）向光发端机的数字驱动电路送入一伪随机信号，保持注入电流恒定。

将活动连接器连接在光发机与光功率计之间，记下此时的光功率P1；（图A）取下活动连接器，再测此时的光功率，记为P0，将P0、P1代入公式即可计算出其插入损耗。

光电技术实验指南上实验课前务必仔细阅读本实验讲义CSY —2000G 实验指南2目录前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯错误！未定义书签。

目录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3第一章产品说明书⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4第二章实验指南⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6实验一光电基础知识实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5实验二光敏电阻实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 11实验三光敏二极管的特性实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 15实验四光敏三极管特性实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 19实验五光开关实验（透射式）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 23实验六红外线光电开关⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 25实验七光电池实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯258实验八热释电红外传感器实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 30实验九光源及光调制解调实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 33实验十PSD 位置传感器实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 36CSY —2000G 实验指南3第一章 CSY2000G光电传感器实验仪说明CSY2000G光电传感器实验仪主要有主机箱、传感器装置、实验模板、实验桌四大部分组成（一）主机箱：供电电源 AC220V，50HZ。

额定功率 200W。

1、有实验所需的电源、压力源0-12V 连续可调直流稳压电源。

0-5V 连续可调直流稳压电源。

±15V、+12V、+5V 稳压电源。

2、显示压力源：气压量程 4-20KPa（通过调节玻璃转子流量计、旋钮、气压输出大小可调）电流表：DC20μA-20mA(量程三档切换)电压表：DC200mV-20V（量程三档切换)光功率计：1999mW光照度计：1999Lx频率/转速表：f： 0-9999Hz、 n：0-9999 r/min计时器（秒表）：9999S气压表:4-40 KPa3、温控仪：PID 位式调节仪：0-2000C（二）传感器装置光学传感器由底座，升降支架、遮光筒、滑轨等组成，可卸式活动安装各种光电器件探头，光源等。

内容简介光电信息技术以其极快的响应速度、极宽的频宽、极大的信息容量以及极高的信息效率和分辩率推动着现代信息技术的发展，从而使光电信息产业在市场的份额逐年增加。

在技术发达国家，与光电信息技术相关产业的产值已占国民经济总产值的一半以上，从业人员逐年增多，竞争也越来越强烈。

为适应形势的发展需求，不少高等学校相继增开设了光电信息类专业或院系，以改变光电信息类人才短缺的现实。

基于这样的形势，我司为满足所有学校新增光电信息专业的教学需求，在参考了《光电技术与实验》（北京理工大学出版）、《光电技术》（浙江大学出版）等教材后开发出本套适用于《光电技术》课程的实验仪器设备，来提高我国光电信息人才的实际应用能力。

本实验系统与理论紧密结合，注重实用，可作为测控技术与仪器、物理电子技术、仪器仪表、自动控制、精密仪器及办公自动化等专业本科生、研究生和有关科技人员课堂实验和研究。

因时间仓促，书中有不当之处，殷切希望广大老师给予批评指正！目录实验一 LD/LED的P-I-V特性曲线测试......................... - 4 -实验二光电探测原理实验 ................................... - 13 -光电探测原理实验仪说明 (13)实验指南 (15)实验（一）光照度测试实验 (15)实验（二）光敏电阻特性测试实验单元 (18)实验（三）光电二极管特性测试实验单元 (24)实验（四）光电三极管特性测试实验单元 (32)实验（五）光电池特性测试实验单元 (37)实验三光电探测器直流特性测试............................. - 44 -实验四光纤端面处理、耦合及熔接........................... - 48 -实验五光纤衰减系数的测试 ................................ - 54 -实验六光电倍增管特性参数的测试........................... - 58 -实验七 CCD原理及应用实验................................. - 63 -实验（一）CCD驱动测试实验.. (64)实验（二）CCD特性测试实验 (70)实验（三）CCD输出信号的二值化处理实验 (72)实验（四）线阵CCD的AD数据采集 (73)实验（五）线阵CCD软件二值化及物体宽度的测量 (75)实验八电光调制 .......................................... - 78 -实验九红外光电检测创新实验平台........................... - 84 -实验（一）主动式光电报警系统实验 (85)实验（二）被动式光电报警系统实验 (91)实验（三）锁相环实验 (93)实验（四）主动式光电报警系统电路搭建实验 (96)实验（五）被动式光电报警系统电路搭建实验 (102)实验（六）锁相环电路搭建实验 (105)实验十光电定向实验 ...................................... - 108 -实验十一偏振光原理及应用实验............................. - 119 -实验（一）偏振光的产生与鉴别.. (120)实验（二）椭圆偏振光和圆偏振光 (123)实验（三）测量布儒斯特角 (128)光电技术原理 ......................................... - 130 -ZY-YSLD3125型LD激光二极管. (131)ZY-YSLED3215型LED发光二极管 (133)ZY-LDT-5412型LD/LED温控器 (135)ZY-GY-7A型亮度可调卤素灯 (136)ZY-WDX型棱镜单色仪 (137)ZY-WGD-3型组合式多功能光栅光谱仪 (147)ZY-CJQ型积分球 (148)ZY-AV33012型光纤切割刀 (150)ZY-AV6491E型光纤熔接机 (153)ZY-CFS-2型光纤剥皮钳 (157)ZY-AD/B-FC型裸纤转接器 (158)ZY-GT111/112型四象限光电探测器 (159)ZY606型LD/LED电流源 (160)ZY-931A型光电倍增管 (163)ZY12208C型电光调制器 (165)实验一 LD/LED 的P-I-V 特性曲线测试一、实验目的1、通过测量LD 半导体激光器阈值电流、LED 发光二极管和LD 半导体激光器的输出功率－电流（P-I ）特性曲线和电压－电流（V-I ）特性曲线，计算阈值电流（Ith ）和外微分量子效率，从而对LED 发光二极管和LD 半导体激光器工作特性有个基本了解。

光电探测原理实验以下是一个关于光电探测原理实验的简单介绍，包括实验步骤和实验结果的分析。

实验名称：光电效应实验实验目的：通过测量光电流对光强或光波长的变化，研究光电效应的机理。

实验原理：光电效应是指当金属或半导体材料受到光照时，会产生光电流或光电子。

根据爱因斯坦的光电效应理论，光电流的大小与光的强度成正比，与光的频率成非线性关系。

实验仪器：光电效应实验装置、电流计、光源、滤光片等。

实验步骤：1.搭建光电效应实验装置：将光源放在一端，将滤光片放在需要测量的光波长范围内，光线经过透镜后照射到光电阴极上。

2.调节滤光片，使得光电流在较大光强范围内变化。

记录下每个光强对应的电流值。

3.固定滤光片，调节光源的亮度，使得光强在较小范围内变化。

记录下每个光强对应的电流值。

4.整理数据，作图分析：根据实验记录的光强和电流数据，可以绘制出光强-电流的曲线。

根据实验结果，分析光电流与光强或光波长的关系。

实验结果分析：通过实验记录的数据，我们可以绘制出光强-电流的曲线。

根据实验结果分析，可以得出以下结论：1.光电流与光强呈正比关系：在较大光强范围内，光电流随光强的增加而增加。

这符合爱因斯坦的光电效应理论。

2.光电流与光波长呈非线性关系：在较小范围内，光电流随光波长的增加而减小。

这与光电效应理论中所述的波长较长的光子能量较小，不足以克服光电子的束缚能力相吻合。

3.光电流的最大值与光源的亮度有关：在一定范围内，光电流的最大值随着光源亮度的增加而增加。

这是因为光强增加时，有更多的光子通过透射，相应地导致更多的光电子产生。

这个实验可以进一步扩展的方向包括：通过调节金属或半导体材料的种类和制备方法，研究光电效应的特性；通过改变光强、光波长和光照时间等因素，探讨光电效应的动力学过程等。

总之，光电探测原理实验是一种简单而重要的实验方法，可以帮助我们深入了解光电效应的机理。

通过实验研究光电效应，不仅可以为光电器件的开发提供基础理论支持，也有助于拓展光电材料的应用领域。

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。

《白光LED用固态发光碳点的快速制备及发光性能研究》篇一一、引言随着科技的发展，照明技术也在不断进步。

白光LED作为一种新型的照明技术，因其高亮度、低能耗和长寿命等优点，在照明领域得到了广泛的应用。

而固态发光碳点作为一种新型的发光材料，具有优异的发光性能和良好的稳定性，在白光LED领域具有广阔的应用前景。

因此，本文旨在研究白光LED用固态发光碳点的快速制备方法及其发光性能。

二、固态发光碳点的快速制备2.1 制备方法本文采用一种简单的水热法，通过调整反应条件，快速制备出固态发光碳点。

具体步骤如下：首先，将碳源材料（如葡萄糖、蔗糖等）溶解在水中，然后加入表面活性剂和催化剂，在高温高压下进行水热反应，最后通过离心、洗涤、干燥等步骤得到固态发光碳点。

2.2 制备条件优化通过调整反应温度、反应时间、碳源材料种类、表面活性剂种类和浓度等参数，可以优化制备过程，提高固态发光碳点的产率和发光性能。

实验结果表明，在适当的反应条件下，可以快速制备出高质量的固态发光碳点。

三、固态发光碳点的发光性能研究3.1 发光性能测试采用荧光光谱仪、紫外-可见吸收光谱仪等测试手段，对固态发光碳点的发光性能进行测试。

测试结果表明，固态发光碳点具有优异的发光性能，包括高亮度、高色纯度、低能耗和长寿命等特点。

3.2 发光机理分析通过分析固态发光碳点的结构、能级和电子状态等参数，揭示其发光机理。

实验结果表明，固态发光碳点的发光机理主要与其能级结构和电子状态有关，同时受到表面修饰和掺杂等因素的影响。

四、固态发光碳点在白光LED中的应用4.1 白光LED器件制备将制备得到的固态发光碳点与白光LED芯片进行复合，制备出白光LED器件。

通过调整固态发光碳点的浓度和分布等参数，优化白光LED器件的性能。

4.2 性能对比与分析将制备得到的白光LED器件与传统的白光LED器件进行性能对比和分析。

实验结果表明，采用固态发光碳点的白光LED器件具有更高的亮度、更高的色纯度、更低的能耗和更长的寿命等优点。

光电技术实验专业硕士实验项目信息一、基本信息本课程64学时，32学时实验，8学时仿真，24学时项目设计；开设地点：南七楼3-4楼；开设时间：2：00-5：30@（周一下午、周三下午），具体根据选择情况，与指导老师预约为准。

指导老师：序号联系电话实验室备注王英137******** 401，402杨春华133******** 403，404，405周海189714848574楼大厅东陈晶田133875340804楼大厅西何艳艳131632709454楼大厅东二、实验内容1. 光电技术实验（选择32学时）1.1基本光学技能序号学时实验名称指导老师周次1 2 平行光管调校何艳艳10-132 2 透镜焦距测量（放大率法）何艳艳10-133 2 望远镜光学特性参数测量何艳艳10-131.2 光源与光电传感器1.3 光电技术综合实验4 2 显微镜光学特性参数测量 何艳艳 10-135 2 光学透过率、反射率测量 杨春华 13全周6 2 偏振光的产生、变换与检测 杨春华 13全周7 2 光纤端面处理、耦合、焊接 杨春华 13全周8 4 干涉及干涉仪光路调试 杨春华 13全周9 2 激光谐振腔调试 周海 10-13 10 4同轴光路调试技能周海10-13序号 学时 实验名称 指导老师 周次 1 2 LED 、LD 光源周海 10-13 2 2 He-Ne 激光、固体YAG 激光 周海 10-13 3 2 硅光电池负载特性测试 陈晶田 13-15 4 2 光电倍增管特性和参数测量 陈晶田 13-15 5 2 线阵CCD 驱动电路及特性测试 陈晶田 13-15 6 4光电检测电路设计与装调陈晶田13-15序号 学时 实验名称 指导老师 周次2. 仿真、计算机辅助设计练习 （选择一个项目）3. 项目设计 （5人一组，每组选择一个项目，每个项目容纳2个小组）1 4 激光光束质量检测 何艳艳 10-132 4 像差测量与评价 何艳艳 10-13 34 光电透过率测量系统实验 陈晶田 13-15 4 4 摄像机原理及应用 陈晶田 13-15 5 4 光谱透过率测量实验陈晶田 13-15 6 4 锁相放大器实验（实体及虚拟） 陈晶田 13-15 7 4 同步积分器实验（实体及虚拟） 陈晶田 13-15 8 4 声光调制及应用 杨春华 13全周 9 4 电光调制及应用 杨春华 13全周 10 4磁光调制及应用杨春华13全周序号 学时 实验名称 指导老师 周次 1 8杨氏干涉条纹仿真 王英 16 2 8 固体激光器谐振腔设计 王英 16 3 8 二极管准直光学系统设计 王英 16 4 8 多光束相干合束仿真 王英 16 58阿贝成像及空间滤波仿真王英16编写： 王英审核：刘劲松2013-8-12序号 学时 实验名称 指导老师 周次 1 24相移干涉面型测量王英、杨春华 17-19 2 24 光外差技术测位移 王英 17-19 3 24 傅里叶变换光谱分析王英、杨春华 17-19 4 24 自外差法超窄线宽激光光谱测量 王英 17-19 5 24 液晶光阀特性王英、周海 17-19 624端面泵浦固体激光器腔模匹配优化周海、王英17-19。

光电创新实验报告一、实验目的：1.了解光电效应的基本原理；2.探究光照强度对光电流和光电压的影响；3.通过实验测量和计算，验证光电效应的定性和定量规律。

二、实验仪器和材料：1.光电效应实验装置（包括光电效应仪、光源、电流表、电压表）；2.导线、电阻等辅助材料。

三、实验原理：光电效应是指当金属或半导体处于光辐射的作用下，会发生光电子的发射和运动而产生电流的现象。

通过设计不同光照强度和光频率的实验条件，可以研究光电效应的定性和定量规律。

四、实验步骤：1.接通仪器电源，使其预热稳定；2.调节光照强度和光频率，选择一定条件下的实验参数；3.将试样放置于光电效应仪的光电极板上，固定好；4.连接电路，调整合适的测量范围；5.依次观测记录光电流和光电压的数值，并计算相应的光电效应数据；6.分析实验结果，得出结论。

五、实验结果：经过实验测量和计算，得到了以下数据：光电流随光照强度增大而增大，光电压保持不变。

六、实验分析：根据实验结果，可以得出结论：光电流与光照强度正相关，即光照越强，光电流越大；光电流与光电压无关，即光电压不随光照强度的改变而改变。

这符合光电效应的定性规律，即光电流的大小与光照强度有关，而与光的频率无关。

七、实验误差：1.实验中不同仪器的测量误差；2.光源光照强度的均匀性误差。

八、实验总结：通过本次光电创新实验，我们深入了解了光电效应的基本原理，通过实验数据验证了定性和定量规律，并了解了光照强度对光电流和光电压的影响。

实验过程中还发现了一些误差，并在分析中进行了说明和讨论。

这次实验对我们掌握光电效应的基本知识和实验方法有很大帮助。

目录实验一光源基础知识实验 (1)实验二发光二极管（光源）的照度标定实验 (5)实验三光敏电阻特性实验 (9)实验四光敏二极管的特性实验 (14)实验五透射式光电开关实验 (18)实验六光敏三极管特性实验 (20)实验七硅光电池特性实验 (24)实验八红外反射式光电开关（接近开关）实验 (26)实验九、光栅位移传感器性能实验 (28)实验十PSD位置传感器实验 (31)实验一光源基础知识实验(光源和分光实验)一、实验目的了解光源、光源分光原理、光的不同波长等基本概念。

二、基本原理本实验中备有白炽光源和半导体激光光源。

白炽光源（白炽灯）光谱为连续光谱(白炽灯的另一个特性是灯丝的材料钨有正阻特性，工作时的热电阻远大于冷态时的电阻，在灯的启动瞬时有较大的电流)。

利用分光三棱镜可以将白炽灯光源分解出红色、黄色、绿色、蓝色等多种波长的光辐射。

激光光源是半导体激光器发射出波长为660 nm的单一红色光。

三棱镜的分光原理如下：（1）三棱镜表面对光线的折射作用三棱镜对不同波长的各色光具有不同的折射率。

对于三棱镜中入射的可见光（白光为各种不同波长的复合光，从波长为400 nm的紫光至760 nm的红光），由于三棱镜对不同色光具有不同折射率，各色光经折射后的折射角将不同，因此通过三棱镜出射时，各色光的偏角也随之不同，于是白光经过三棱镜折射后分解成各种色光并呈现出一片按序排列的颜色，这种现象称为光的色散。

图1-1 画出了三棱镜表面产生折射的情况。

如入射光（某一单色光）经三棱镜AB 进入玻璃介质后，光线产生一偏角δ1 该光束在B面出射时，又产生一偏角δ2 光线经二次折射后入射光与出射光产生的偏角δ=δ1+δ2对三棱镜两个折射面AB导出折射定律为：sin I1 = n sin I1'sin I2 = n sin I2利用两式相减，并根据α= I1'+I2，δ=δ1+δ2= I1-I1'+ I2'- I2经过具体运算得cos[(α+δ) /2]=n cos(α/2) sin[(I -I2 )/2]/sin[(I1 -I 2)/2]由式可见，光线经棱镜折射后，产生的偏角是光线入射角I1、棱镜折射角α和折射率n 的函数，对于给定的三棱镜，α 和n 为定值，因此光线的偏角随I1而变。

光电器件和光电技术综合设计实验指导书目录
实验一光敏电阻特性测试及其变换电路- 3 -
实验二光电二极管特性测试及其变换电路- 9 -
实验三光电三极管特性测试及其变换电路- 15 -
实验四硅光电池特性测试及其变换电路- 19 -
实验五PIN 光电二极管特性测试及其变换电路- 28 - 实验六光电倍增管特性测试及微弱光测量实验- 35 - 实验七APD 光电二极管特性测试- 50 -
实验八色敏传感器特性测试- 56 -
实验九热敏器件测试及变换实验- 58 -
实验十热释电探测器实验- 64 -
实验十一光电耦合器测试及应用实验- 67 -
实验十二PSD 位置传感器实验- 74 -
实验十三四象限探测器实验- 77 -
实验十四线阵CCD 原理实验81
实验十五光电照明灯控制实验- 88 -
实验十六LED 物性综合实验- 90 -
实验十七太阳能电池实验- 104 -
实验十八单片机及光电测距实验- 108 -
实验十九照度计功率计组装实验- 111 -。

光电技术实验指导书第一章CSY-998G光电传感器实验仪说明CSY-998G光电传感器实验仪主要有主机、传感器与器件、光源等部分组成一、主机：由大面板、小面板和顶板。

供电电源AC220V，50Hz。

额定功率200W。

1、大面板：各类实验电路2、小面板：1）各种直流稳压电源和恒流源。

0~15V连续可调直流稳压电源。

0~5V连续可调直流稳压电源。

±15V、+5V稳压电源。

AC12V 交流电源0~20mA连续可调恒流源2）显示表：电流表：DC20μA、200μA、20mA 、200mA(量程四档切换)电压表：DC200mV、2V、20V（量程三档切换）光照度计：1-2019Lx3、顶板顶板：由安装架、支架、滑轨等组成。

二、传感器与器件光敏电阻（CdS光敏电阻、额定功率：100mW、暗阻≥1MΩ、t r 20ms、t f 30ms、λp：580nm）光敏二极管（Vr：20v、I D＜0.1μA、I L：50μA、t r t f：10ns λp：880nm）光敏三极管（V CEO：50v、I D＜0.1μA、I L：5mA、t r t f：15ns λp：880nm)硅光电池（V OC：300mv、I D＜1×10-8μA、I SC：5μA、λ：300-1000nm、λp：880nm)反射式光耦（输入：I FM=20mA、V R=5V、V F=1.3V 输出：V CEO=30V、I CEO=0.1μA、V CES=0.4V=5、t r t f：5us）传输特性：C TR（%）红外热释电探头光照度计探头Y型光纤PSD位置传感器普通白炽灯普通发光二极管红外发射二极管（V R：5V、V F：1.4V、I R：10uA、P O：2mw）半导体激光器（波长：635um、功率1-3mw）三、实验仪器尺寸实验仪器台尺寸为：520×400×350（mm）。

第二章实验指导实验一光电基础知识实验一、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。

《白光LED用固态发光碳点的快速制备及发光性能研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，LED（发光二极管）在照明领域的应用日益广泛。

其中，白光LED以其高亮度、高效率、长寿命等优点，成为现代照明技术的重要发展方向。

而固态发光碳点作为一种新型的LED材料，具有优良的发光性能和制备工艺。

因此，对白光LED用固态发光碳点的快速制备及发光性能进行研究，对于推动LED技术的进步具有重要意义。

二、固态发光碳点的快速制备2.1 制备原料及设备本实验所采用的原料包括碳源、溶剂、稳定剂等，设备包括超声波反应器、高温烘箱等。

具体选择合适的原料和设备，需根据实验需求和实验室条件进行确定。

2.2 制备方法采用超声波辅助的化学合成法，通过控制反应温度、时间等参数，快速制备固态发光碳点。

具体步骤包括原料的混合、超声波反应、离心分离、高温烘烤等。

2.3 制备工艺优化为提高碳点的发光性能和产率，我们采用多步优化策略。

首先，优化原料配比，使碳源与其他成分的比例达到最佳状态；其次，调整超声波反应时间和强度，使碳点能够充分合成；最后，改进烘烤工艺，使碳点具有良好的结晶性能和光学性能。

三、发光性能研究3.1 光学性质分析采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等手段，对固态发光碳点的光学性质进行分析。

结果表明，碳点具有优异的发光性能，包括高亮度、高量子产率、色纯度高等特点。

3.2 稳定性分析通过长时间的光照实验和热稳定性测试，评估固态发光碳点的稳定性。

实验结果表明，碳点具有良好的光稳定性和热稳定性，能够在恶劣环境下保持优异的发光性能。

3.3 白光LED应用研究将固态发光碳点应用于白光LED中，通过调整碳点的掺杂浓度和电学参数，实现白光LED的高效发光。

实验结果表明，采用固态发光碳点的白光LED具有高亮度、低能耗、长寿命等优点。

四、结论本研究采用超声波辅助的化学合成法，成功实现了白光LED 用固态发光碳点的快速制备。

通过对制备工艺的优化和光学性质的深入研究，证实了固态发光碳点具有优异的发光性能和稳定性。

实验一、光电报警设计实验一、实验目的1、了解红外砷化镓发光二极管与光电二极管的具体应用。

2、练习自拟简单的光电系统试验。

3、了解主动式光电报警系统设计原理。

4、了解锁相环的原理及应用。

5、对影响光电探测性能的各种参数进行探讨，以求最大限度地发挥系统的探测能力。

二、实验内容1、锁相环原理及应用测试实验2、利用锁相环设计光电报警系统实验3、设计性实验三、实验仪器1、光电创新实验仪主机箱2、光电报警实验模块3、连接线4、示波器四、实验原理光电报警系统是一种重要的监视系统，目前其种类已经日益增多。

有对飞机、导弹等军事目标入侵进行的报警系统，也有对机场、重要设施或危禁区域防范进行报警的系统。

一般说来，被动报警系统的保密性好，但是设备比较复杂；而主动报警系统可以利用特定的调制编码规律，达到一定的保密效果，设备比较简单。

本系统调制电源提供红外发射二极管确定规律变化的调制电流，使发光管发出红外调制光。

光电二极管接收调制光，转换后的信号经放大，整形，解调后控制报警器。

（1）用NE555定时器构成多谐振荡器作调制电源。

NE555定时器构成多谐振荡器NE555集成电路用它构成占空比为50%的多谐振荡器原理图如上图所示。

下面对照电路图简述其工作原理及参数选择。

在前半周期，V1通过R2、D 对C1充电，由于二极管D 的作用，电流不经过R1，因此其充电时间T1为：2ln 3231ln 12121C R V V V V C R T cccc cccc =--= 而在后半周期，电容放电时，二极管反向电阻无穷大，555内部的三极导通，电流通过R1至7脚直接放电，此时其放电时间T2为：2ln 3231ln 11112C R V V V V C R T cccc cccc =--= 当A 点电压上升到上限阈值电压（约CC V 32）时，定时器输出翻转成低电平。

这时，A点电压将随1C 放电而按指数规律下降。

当A 点下降到下限阈值电压（约C V 32）时，定时器输出又变成高电平，调整1R 、2R 的电阻值得到严格的方波输出。

实验2.5 光电二极管的特性参数及其测量1. 实验目的：硅光电二极管是最基本的光生伏特器件，掌握了光电二极管的基本特性参数及其测量方法对学习其他光伏器件十分有利。

通过该实验，要熟悉光电二极管的光电灵敏度、时间响应、光谱响应等特性。

2. 实验仪器：① GDS-Ⅲ型光电综合实验平台1台； ② LED 光源1个； ③ 光电二极管1只；④ 通用光电器件实验装置2只； ⑤ 通用磁性表座2只； ⑥ 光电器件支杆2只； ⑦ 连接线20条；⑧ 40MHz 示波器探头2条；3. 基本原理：光电二极管是典型的光生伏特器件，它只有一个PN 结。

参考“光电技术”第3章3.1节的内容，光电二极管的全电流方程为I =⎪⎭⎫ ⎝⎛-1kT qUD e I λαλη,e )1(Φe hcq d --- （2.5-1） 式中前一项称为扩散电流，也称为暗电流，用I d 表示；后一项为光生电流，常用I P 表示。

显然，扩散电流I d 与加在光电二极管上的偏置电压U 有关，当U =0时，扩散电流为0。

扩散电流I d 与偏置电压U 的关系为⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1kT qUD d e I I （2.5-2） 式中，I D 为PN 结的反向漏电流，与材料中的杂质浓度有关；q 为电子电荷量，k 为波尔兹曼常数，T 为环境的绝对温度。

显然，式（2.5-2）描述了光电二极管的扩散电流与普通二极管没有什么区别。

而与入射辐射有关的电流I p 为 λe,p )1(Φe hcq I d αλη---= （2.5-3）式中， h 为普朗克常数，α为硅材料的吸收系数，d 为光电二极管在光行进方向上的厚度，λ为入射光的波长。

显然，对单色辐射来讲，当光电二极管确定后，上述参数均为常数。

因此，结论为光电二极管的光电流随入射辐射通量Φe ，λ线性变化，式中的负号表明光生电流的方向与扩散电流的方向相反。

图2.5-1 光电二极管偏置电路4. 实验内容：1、 光电二极管光照灵敏度的测量2、 光电二极管伏安特性的测量3、 光电二极管时间响应特性的测量5. 实验步骤：（1）搭建实验电路① 认识光电二极管从外形看，光电二极管、光电三极管和φ5“子弹头”式LED 发光二极管的外形非常相似，它们均有两个电极（管脚），且，一长一短，较长电极定义为正极，较短电极为负极。