光电测量系统设计报告

光电系统模拟与仿真设计报告姓名:学号:专业:光电技术学院实验一Zemax仿真设计实验目的1．熟悉Zemax实验环境，练习使用元件库中的常用元件组建光学系统。

2．利用Zeamx的优化功能设计光学系统并使其系统的各项性能参数达到最优。

实验内容（1、2中任选一个，3必做）1、显微物镜系统设计在图1 显示一个10X 显微物镜。

其包含二组远距的胶合双重透镜（Lister型式）。

NA：0.25；EFL=0.591。

表1 提供了这个设计的数据。

第一镜面到像距为0.999。

第一镜面到物距为6.076。

最后一面供作保护面之用。

畸变=0.26﹪。

图1 10倍显微物镜系统表1 10倍显微物镜参数要求：（1）运用zemax软件仿真实现该系统，并进行像质评价和分析，给出多个波长和多个视场的像质评价和分析。

（2）改变某一Lens Data，观察像质评价和分析，然后设置该Lens Data为变量并进行优化，再观察像质评价和分析，最后比较优化前后结果，在此基础上多选几个变量进行优化看能否得到更好的像质。

（3）在原有系统基础上再加一个单透镜或双透镜，选取一定的参数进行优化，看能否得到更好像质的系统。

（4）改变系统波长，观察像质评价和分析，重复完成（3），比较优化前后像质情况。

2、望远镜头系统设计在图2 是一个望远镜头具有20°视场以及EFL=5 。

这个镜组的资料给定在表2。

图2 望远镜头系统表2 望远镜头系统参数要求：（1）运用zemax软件仿真实现该系统，并进行像质评价和分析，给出多个波长和多个视场的像质评价和分析。

（2）改变某一Lens Data，观察像质评价和分析，然后设置该Lens Data为变量并进行优化，再观察像质评价和分析，最后比较优化前后结果，在此基础上多选几个变量进行优化看能否得到更好的像质。

（3）在原有系统基础上再加一个单透镜或双透镜，选取一定的参数进行优化，看能否得到更好像质的系统。

（4）改变系统波长，观察像质评价和分析，重复完成（3），比较优化前后像质情况。

一、摘要本报告主要针对光电实训设计，以LED光源为基础，通过光电传感器的应用，实现光强度的实时检测与调节。

报告详细阐述了设计背景、设计目标、设计方案、实验过程及结果分析等内容。

二、引言随着科技的不断发展，光电技术在各个领域得到了广泛应用。

光电传感器作为一种重要的光电转换元件，能够将光信号转换为电信号，实现光强度的实时检测与调节。

本实训旨在通过设计一个基于光电传感器的光强度调节系统，提高光强度检测与调节的精度和稳定性。

三、设计背景及意义1. 设计背景随着LED技术的不断发展，LED光源因其具有高亮度、低功耗、长寿命等优点，逐渐取代传统光源。

然而，在实际应用中，LED光源的亮度调节成为一个难题。

为此，本实训设计旨在通过光电传感器的应用，实现LED光源的实时检测与调节。

2. 设计意义（1）提高LED光源亮度调节的精度和稳定性；（2）丰富光电传感器的应用领域；（3）培养学生的实践能力和创新精神。

四、设计目标1. 设计一个基于光电传感器的LED光源亮度调节系统；2. 实现光强度的实时检测与调节；3. 系统具有稳定的性能和良好的抗干扰能力。

五、设计方案1. 硬件设计（1）光电传感器：选用光敏电阻作为光电传感器，用于检测光强度；（2）微控制器：选用STC89C52RC单片机作为主控芯片，实现光强度的实时检测与调节；（3）驱动电路：设计LED驱动电路，实现LED光源的亮度调节；（4）显示模块：采用数码管显示当前光强度和调节结果。

2. 软件设计（1）主程序：实现光强度的实时检测、亮度调节、数据显示等功能；（2）中断程序：实现光强度检测中断，实时调整LED亮度；（3）子程序：实现按键控制、数据显示等功能。

六、实验过程及结果分析1. 实验过程（1）搭建实验平台，包括LED光源、光电传感器、微控制器、驱动电路、显示模块等；（2）编写程序，实现光强度的实时检测与调节；（3）调试程序，确保系统稳定运行；（4）测试系统性能，包括光强度检测精度、亮度调节范围、抗干扰能力等。

课程设计报告B01060702 邓心惟A 类：课题2．设计任务：有一平面镜和曲率半径为R 的凹面镜，画出光束发散角与腔长L 的关系曲线。

一．课题要求：1. 有输入输出界面；2. 可输入不同凹面镜曲率半径值，查看结果。

参考：《激光原理》第二章二．课题分析及设计思路：1．问题分析：根据激光原理，一般稳定球面腔基模远场发散角为：12212402121212121241212(2)2[]()()()[2]{}(1)L R R L R L R L R R L g g g g g g g g λθπ--=--+-+-=-其中L 为腔长，R 为半径又由课题条件，为平-凹腔，故1R =∞ 可简化公式为：21/40222[]()L R L λθπ=-其中变量为L ，2R ，λ，常量为π2．设计思路：要求发散角与腔长L 的的关系，即需要给定2R ，λ的值，2R 要求根据输入确定，而λ可以为程序内含或者外部输入。

考虑到一般激光器的波长不是任意值，而为了使设计单元体现不同波长对发散角的影响，这里利用分离选择项作为波长输入，一般我们使用的激光器为CO 2激光器，波长10.6um ；氦氖激光器，波长632.8nm 。

因此选择支为两个。

采用MATLAB 用户界面（GUI ）工具设计，输入变量为两个，R 为编辑输入，单位cm ，缺省值1m ；波长为选择输入，10.6um 或者632.8nm ，缺省值为10.6um 。

三．模型创建与编程：本题较为直观，除了在MATLAB 设计中注意矩阵元与数值的差别外，没有难点。

直接给出相应处理的程序部分：global r;r=str2double(get(hObject,'String'));% r为半径变量，从界面处获得输入半径值global bochang;contents = get(hObject,'String');bochang=str2double(contents{get(hObject,'Value')});% bochang为波长变量，从界面处获得输入波长值，因为设计实现时直接选择的就%是波长值，因此直接将其转化成双精度值即可。

光电设计实验报告光电系统设计学号：130402152姓名：仲路铭⽇期：17.1.2第⼀章单⾊仪的研究1. 系统介绍本次课程采⽤WDG系列精密光栅单⾊仪。

它是⼀种能获得单⾊辐射的⾼性能仪器，可以测各种辐射源的光谱分布、探测器的光谱灵敏度、发光材料及光学薄膜的光谱特性等。

整台仪器包括单⾊仪主体和微机控制系统，单⾊仪主体上层为光学系统，下层是机械系统。

单⾊仪外观图1.12. 光学原理图1.2 为光学系统图。

进⼊⼊射狭缝S1的光线经准直镜M1，变为平⾏光。

由闪耀光栅G⾊散，经聚焦物镜M2从出射狭缝S2射出单⾊光。

3. 机械系统机械系统的功能是实现波长扫描，波长显⽰，并未微机系统提供控制信号。

转动光栅可以在出射狭缝处得到不同波长的单⾊辐射，为了实现波长线性指⽰，本仪器采⽤带有初始⾓的正弦机构。

在微机控制下步进电机经连轴节驱动正弦机构，进⾏⾃动扫描。

波长原点向计算机提供波长原点信号，仪器找到波长原点后，显⽰波长值为“0”，并停机待命。

在扫描过程中，正弦机构上的微动开关向计算机提供保护信号，使仪器扫描⾄终点或反扫描⾄起点能⾃动停机。

光栅转动⾓与丝杆副运动距离的关系4. 微机系统单⾊仪在微机控制下，实现⾃动扫描、数据采集和数据处理。

计算机通过接⼝及驱动器控制单⾊仪内的扫描电机和滤光⽚的动作，实现波长扫描和波长计数。

单⾊仪给出的光谱信号，经过接收器、放⼤器和A/D变换器，由接⼝送⼊计算机，数据处理后，分别由显⽰器显⽰、打印机记录或者外存储器存储。

5. 单⾊仪实验实验步骤：（1）调试仪器（2）⾃动检测（3）内部优化（4）系统运⾏（5）扫描出图6. 实验结果并分析有四个波长不同的光波7.实验遇到问题及解决⽅法调试没有达到设备运⾏的要求，需要调节⼊射光⼝的⼤⼩，调节⼊射光的强度，来达到设备运⾏的要求。

第⼆章Zemax 光路仿真及相关计算实验⽬标：使⽤Zemax软件设计⼀个⼊射狭缝和出射狭缝宽度均为2mm，两反射⼝径为100mm，闪耀光栅⼝径为150mm，光⼊射经平⾯镜反射到光栅的光程与光从光栅反射再经平⾯反射镜反射到出射狭缝的光程相等且为500mm，并⽤多重结构实现闪耀光栅光线的追迹。

********光电系统设计与检测说明书电子照片（证件照）题目红外遥控设计系(部) ******专业(班级) ******姓名****学号20100411**指导教师******起止日期13年6月 3日6月15日长沙学院课程设计鉴定表10级光电检测课程设计任务书系(部):电子与通信工程系专业：光电指导教师: 刘莉孙利平谭志光谢志宇 2013-6-8摘要：很多电器都采用红外遥控,那么红外遥控的工作原理是什么呢?本文将介绍其原理和设计方法。

红外线遥控就是利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。

常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。

红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的，在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。

也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。

接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。

关键词：80c51单片机、红外发光二极管、晶振目录1、绪论 (7)2、红外遥控器 (8)2.1、基本原理及应用 (8)2.2、红外遥控发射部分 (9)2.3、红外遥控接收部分 (11)2.4、系统设计 (12)3、设计思路 (13)4、设计成果展示 (14)5、总结 (15)6、参考文献： (15)附录1： (16)1、绪论人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。

比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。

红外线遥控就是利用波长为0.76～1.5μm 之间的近红外线来传送控制信号的。

发射部分的主要元件为红外发光二极管。

它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。

光电式几何量测量系统设计的开题报告一、研究背景随着工业自动化程度的不断提高，光学呈现出非常广阔的应用前景。

光电式几何量测量系统就是在光电二次转换原理的基础上，利用图像处理技术，通过光学系统采集图像，并进而测定物体的尺寸、形状等几何特征的仪器。

目前光电式几何量测量系统已被广泛应用于机械加工、汽车制造、数码产品、精密仪器等领域。

由于其高精度、高速度、高效率等特点，光电式几何量测量系统已成为当今高精度测量领域必不可少的工具之一。

因此，进一步研究和开发光电式几何量测量系统，对促进我国高精度测量技术的发展，提高我国制造业的水平，具有非常重要的意义。

二、研究目标本次研究旨在设计一种基于光电转换原理的几何量测量系统，实现对物体的尺寸、形状等几何特征的自动化测量与分析，为高精度测量技术的进一步研究和应用提供技术支持。

具体研究目标包括：1. 建立一套完整的光电式几何量测量系统的硬件设计方案，包括光源、光路、摄像机、图像采集卡等组成部分。

2. 通过算法设计，实现对物体的尺寸、形状等几何特征的自动化测量与分析，并对测量结果进行精度评估。

3. 完善系统的实时性和稳定性，提高系统的准确性和可靠性。

三、研究内容及方法1. 光学系统硬件设计首先，通过对光学实验及文献调研，确定合适的光源、滤光片、透镜、摄像机及图像采集卡等硬件设备，并搭建光学系统；其次，对于测量目标，设计合适的照明方案和光路方案，实现对图像的高清晰度、高亮度、高对比度采集和重构。

2. 算法设计与实现根据光学测量系统的特点和物体的几何特征，选用合适的算法对图像进行处理和分析，实现对物体的长度、宽度、面积、圆度等几何参数的测量与分析。

3. 系统实时性和稳定性优化为了提高系统的实时性和稳定性，采取适当的措施，在硬件设计和算法实现上进行优化，降低系统的误差率和滞后率，提高系统对环境变化的抵抗能力。

四、研究预期成果本次研究预期实现了一套基于光电转换原理的几何量测量系统，该系统的主要特点包括：1. 精度高，能够实现对物体的高精度、高速度、高效率测量和分析。

光电探测器实验报告光电探测器实验报告引言：光电探测器是一种能够将光信号转换为电信号的装置，广泛应用于光学通信、光电测量等领域。

本实验旨在通过实际操作，了解光电探测器的工作原理、特性以及应用。

一、实验目的本实验的目的是通过搭建实验电路，测量光电探测器的电流-电压特性曲线，了解其灵敏度、响应速度等参数，并探究不同波长光对光电探测器的影响。

二、实验装置与方法本实验所用的主要装置有光电探测器、光源、电流电压源、示波器等。

首先，将光电探测器与电流电压源相连接，然后将示波器与光电探测器并联，最后将光源对准光电探测器。

在实验过程中，我们将改变电流电压源的输出电压，记录光电探测器的输出电流，并观察示波器上的波形。

三、实验结果与分析通过实验测量，我们得到了光电探测器的电流-电压特性曲线，如图1所示。

从图中可以看出，当电压较小时，光电探测器的输出电流较小，随着电压的增加，输出电流逐渐增大。

当电压达到一定值后，输出电流基本保持稳定。

这是因为在低电压下，光电探测器的内部电场较弱，电子-空穴对的产生较少，因此输出电流较小。

随着电压的增加，内部电场增强，电子-空穴对的产生增多，导致输出电流增大。

当电压达到一定值后，内部电场已经达到饱和，此时输出电流基本保持稳定。

图1 光电探测器的电流-电压特性曲线另外，我们还对不同波长光对光电探测器的影响进行了实验。

通过改变光源的波长，我们测量了不同波长下光电探测器的输出电流。

实验结果显示，当光源的波长与光电探测器的工作波长匹配时，输出电流最大。

这是因为光电探测器对特定波长的光敏感度最高，其他波长的光则会引起较小的输出电流。

这一特性使得光电探测器在光学通信等领域中具有重要的应用价值。

四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了光电探测器的工作原理和特性。

光电探测器的电流-电压特性曲线反映了其灵敏度、响应速度等重要参数。

同时，不同波长光对光电探测器的影响也得到了验证。

这些实验结果有助于我们更好地理解光电探测器的应用和优化设计。

北京信息科技大学测控综合实践课程设计报告题目：基于光电传感器的直流电机转速测量系统设计学院：仪器科学与光电工程学院专业：测控技术与仪器学生姓名：摘要摘要基于单片机的转速测量方法较多，本次设计主要针对于光电传感器测量直流电机转速的原理进行简单介绍，并说明它是如何对电机转速进行测量的。

通过实验得到结果并进行了数据分析。

本次设计应用了STC89C52RC单片机，采用光电传感器测量电机转速的方法，其中硬件系统包括脉冲信号的产生模块、脉冲信号的处理模块和转速的显示模块三个模块，采用C语言编程，结果表明该方法具有简单、精度高、稳定性好的优点。

关键词：直流电机；单片机；PWM调节；光电传感器Abstract目录摘要 (I)第一章概述 (1)1.1 课设目标 (1)1.2 内容 (1)第二章系统设计原理 (2)2.1 STC89C52单片机介绍 (2)2.2 STC89C52定时计数器 (4)2.3 STC89C52中断控制 (6)2.4 光电传感器 (6)2.5 数码管介绍 (7)第三章硬件系统设计 (10)3.1测速信号采集及其处理 (10)3.2 单片机处理电路设计 (11)3.3 显示电路 (12)3.4 PWM驱动电路 (13)第四章软件设计 (14)4.1语言选用 (14)4.2程序设计流程图 (14)4.3原程序代码 (15)第五章数据分析 (19)总结 (20)附件 (21)参考文献 (23)第一章概述在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中，常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速。

目前国内外测量电机转速的方法有很多，按照不同的理论方法，先后产生过模拟测速法(如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法。

计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。

一、实验目的1. 理解光电效应的基本原理及其在光电检测中的应用。

2. 掌握光电检测器的工作原理和特性。

3. 通过实验验证光电检测技术在信号检测中的应用效果。

4. 学习如何设计和搭建光电检测系统。

二、实验原理光电效应是指当光子照射到物质表面时，能够将物质中的电子激发出来，形成光电子。

光电检测技术就是利用这一效应，将光信号转换为电信号，实现对光、电场、磁场等信号的检测。

本实验采用光电二极管作为光电检测器，其基本工作原理是：当光照射到光电二极管上时，光电二极管内的电子会被激发出来，形成光电流。

光电流的大小与入射光的强度成正比。

三、实验器材1. 光电二极管2. 光源（如激光笔）3. 数字多用表4. 光电检测电路板5. 连接线6. 实验台四、实验步骤1. 搭建光电检测电路：按照实验指导书的要求，将光电二极管、光源、数字多用表和电路板连接好，确保电路连接正确无误。

2. 调整光源强度：使用激光笔照射光电二极管，调整光源的强度，观察数字多用表上光电流的变化。

3. 测量光电二极管的响应度：记录不同光照强度下，光电二极管的光电流值，并计算光电二极管的响应度。

4. 研究光电二极管的暗电流：关闭光源，观察数字多用表上光电流的变化，记录暗电流值。

5. 分析光电检测系统的性能：通过实验数据，分析光电检测系统的性能，包括响应度、暗电流等参数。

五、实验结果与分析1. 光电二极管的响应度：实验结果显示，光电二极管的响应度随光照强度的增加而增加，与理论相符。

2. 光电二极管的暗电流：实验结果显示，在无光照条件下，光电二极管存在一定的暗电流，这可能是由于电路中的热噪声等原因造成的。

3. 光电检测系统的性能：根据实验数据，可以计算出光电检测系统的性能参数，如响应度、暗电流等，并与理论值进行比较，分析实验误差。

六、实验总结1. 通过本次实验，我们掌握了光电效应的基本原理及其在光电检测中的应用。

2. 我们了解了光电二极管的工作原理和特性，并学会了如何设计和搭建光电检测系统。

一、实验目的1. 了解光电效应的基本原理和规律。

2. 掌握光电效应实验装置的搭建和操作方法。

3. 测量光电管的伏安特性曲线和光照度与光电流的关系曲线。

4. 通过实验验证光电效应方程，并测定普朗克常量。

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能量并逸出金属表面的现象。

根据爱因斯坦的光电效应方程，光电子的动能与入射光的频率成正比，与入射光的强度无关。

即：\[ E_k = h\nu - \phi \]其中，\( E_k \) 为光电子的动能，\( h \) 为普朗克常量，\( \nu \) 为入射光的频率，\( \phi \) 为金属的逸出功。

三、实验仪器1. 光电管2. 激光光源3. 光电效应实验装置4. 电压表5. 电流表6. 阻值可调电阻7. 信号发生器8. 示波器9. 计算机及数据采集软件四、实验步骤1. 搭建光电效应实验装置，将光电管与电压表、电流表、阻值可调电阻、信号发生器连接好。

2. 调整信号发生器输出不同频率的激光光束，分别照射到光电管上。

3. 记录不同频率下电压表和电流表的读数，并利用示波器观察光电流随电压的变化情况。

4. 改变光电管与激光光源的距离，观察光照度与光电流的关系。

5. 利用实验数据绘制光电管的伏安特性曲线和光照度与光电流的关系曲线。

6. 通过实验验证光电效应方程，并计算普朗克常量。

五、实验数据及结果1. 光电管的伏安特性曲线如图1所示。

由图可知，光电流随电压的增加而增加，当电压达到一定值后，光电流达到饱和值。

2. 光照度与光电流的关系曲线如图2所示。

由图可知，光电流随光照度的增加而增加，且光电流与光照度成正比。

3. 根据实验数据，验证了光电效应方程，并计算得到普朗克常量 \( h \) 为\( 6.23 \times 10^{-34} \) J·s。

六、实验讨论1. 光电效应实验中，光电流随电压的增加而增加，当电压达到一定值后，光电流达到饱和值。

光电测量系统设计报告一、引言近年来，光电测量技术在各个领域中得到了广泛的应用和发展。

光电测量系统是一种用于测量光的强度、波长、光谱、光色度等参数的仪器设备。

光电测量系统在光学、电子、材料等领域中有着重要的用途，本报告旨在设计一种基于XYZ色度标准的光电测量系统。

二、设计原理XYZ色度标准是一种广泛应用的颜色空间，它可以将任意颜色转化为线性变换下的三个刺激值。

光电测量系统基于XYZ色度标准的设计主要包括光源、光谱分析仪、光电传感器和数据处理部分。

1.光源：选择高质量的白色LED作为光源，保证光线的稳定性和均匀性。

2.光谱分析仪：采用高分辨率的光谱分析仪，可以准确地分析光源的光谱，并提供基于XYZ色度标准的光谱数据。

3.光电传感器：选择高灵敏度、宽动态范围的光电传感器，可将光信号转换为电信号，并提供给数据处理部分进行处理。

4.数据处理：利用计算机进行数据处理，根据XYZ色度标准进行色度计算，并将结果显示在计算机屏幕上。

三、系统设计与实施1.硬件设计：(1)光源：选择白色LED光源，通过特殊的光学配置保证光线均匀分布，并通过反馈控制保持光源的稳定性。

(2)光谱分析仪：选择高分辨率光谱分析仪，可以快速获取光谱信息，并将光谱数据传输给计算机。

(3)光电传感器：选择高灵敏度、宽动态范围的光电传感器，可以准确地转换光信号为电信号，并传输给计算机。

(4)数据处理部分：利用计算机进行数据处理，设计合适的算法来实现XYZ色度计算，并将结果通过界面显示出来。

2.软件设计：(1)数据采集：通过光谱分析仪和光电传感器实时获取光谱和光强度数据，并传输给计算机。

(2)数据处理：将光谱数据和光强度数据进行处理，基于XYZ色度标准计算RGB刺激值，并将结果转化为色度坐标。

(3)结果显示：将色度坐标显示在界面上，同时提供保存数据的功能，方便后续分析。

四、系统测试与验证进行系统的测试与验证是确保系统设计能够正确实施的重要步骤。

1.灯光源测试：测试光源的稳定性和均匀性，确保在测量过程中光源的参数保持不变。

偏振导航光电测试系统设计与实验分析的开题报告题目：偏振导航光电测试系统设计与实验分析一、选题背景随着航空航天技术的不断发展，对于导航系统的要求越来越高。

在光电导航系统中，偏振技术被广泛应用。

偏振导航技术可以通过对光波的偏振状态进行测量和分析来确定飞行器的位置、速度和姿态等信息，具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点。

因此，设计一种高精度的偏振导航光电测试系统，对于提高光电导航系统的稳定性和精度，具有重要意义。

二、研究目的本研究旨在设计一种高精度的偏振导航光电测试系统，通过对光波的偏振状态进行测量和分析，实现飞行器的位置、速度和姿态等信息的确定。

主要研究内容包括：1. 偏振技术的原理及在光电导航中的应用。

2. 偏振导航光电测试系统的设计和实现，包括硬件和软件设计。

3. 基于该系统的实验研究，对其性能进行验证和分析。

三、研究内容和方法1. 偏振技术的原理及在光电导航中的应用介绍偏振技术的原理和基本概念，探讨其在光电导航中的应用，分析其优势和局限性。

2. 偏振导航光电测试系统的设计和实现根据光学原理和偏振技术的实现方式，设计偏振导航光电测试系统，包括硬件和软件设计。

其中，硬件部分主要涉及光路设计、光电检测器、信息采集和处理器等；软件部分主要包括信号处理、数据分析和算法设计等。

3. 基于该系统的实验研究在实验室中搭建系统，对该系统进行性能测试和实验研究。

主要包括：光电探测器的灵敏度检测、光学偏振器的精度测试、光路的校准、系统输出的精度测试等。

在此基础上，通过实验数据的分析和处理，对系统进行性能验证和分析。

四、研究预期成果1. 设计并实现了一种高精度的偏振导航光电测试系统。

2. 对偏振技术在光电导航中的应用进行了探讨和分析，揭示了其优点和局限性。

3. 基于该系统进行了实验研究，对该系统的性能进行了分析和验证。

提出了可能的优化方案，为进一步提高偏振导航光电测试系统的精度和稳定性提供了基础和参考。

五、进度安排1. 第一阶段：2022年3月-2022年5月，完成偏振技术的原理探讨和系统设计的初步方案。

光电检测技术与系统第二版课程设计概述本课程设计旨在通过实践项目，深入了解光电检测技术和系统，并应用所学知识解决实际问题。

本设计将涵盖以下主题：•光电检测的概念和原理•光电检测中常用的器件和传感器•光电检测信号的处理和分析•光电检测系统的设计和实现本设计将分为两个部分：•第一部分：理论研究和实验演示。

•第二部分：实际项目研究和应用案例。

第一部分第一部分分为两个模块：第一模块（理论研究）本模块的目标是深入了解光电检测技术和系统的理论。

学生将学习以下重点内容：•光电检测的基本概念和原理•光电检测中常见的器件和传感器•光电检测信号的处理和分析方法•光电检测系统的设计和实现方法第二模块（实验演示）本模块的目标是让学生通过实验演示深入了解光电检测技术和系统的使用。

学生将学习以下内容：•如何选择和使用适当的光电检测传感器•光电检测信号的处理和分析方法•光电检测系统的设计和实现方法学生将运用已学习的理论知识和实验演示，制作一份光电检测技术的课程报告，该报告的目标是让学生在光电检测技术和系统方面的理解更加深刻。

第二部分第二部分分为两个模块：第一模块（实际项目研究）本模块的目标是让学生通过研究具体的实际项目，深入了解光电检测技术和系统在实际应用中的使用。

学生将研究以下内容：•光电检测技术在现实生活中的应用案例•光电检测技术在现实生活中面临的挑战和问题•光电检测技术的未来发展趋势第二模块（应用案例）本模块的目标是让学生通过应用案例研究，了解光电检测技术和系统在实际情况中的应用。

学生将学习以下内容：•光电检测技术在实际应用中的优势和不足•光电检测技术在不同行业中的应用案例•光电检测系统的设计和实现方法学生将运用已经学到的知识和调查结果，制作一份光电检测技术的应用案例报告，该报告的目标是让学生对光电检测技术在实际应用中有更为深刻的了解。

总结通过本课程设计，学生将学到光电检测技术和系统的基本概念和原理，掌握光电检测中常见的器件和传感器，学会光电检测信号的处理和分析方法，了解光电检测系统的设计和实现方法。

基于光学原理设计测量光强分布实验报告本实验旨在利用光学原理设计一种测量光强分布的实验系统，通过该系统可以对光源发出的光线的光强进行精确测量。

一、实验设备1、激光发生器2、透镜组3、光电二极管4、直流电源二、实验原理光强是指单位面积内光线通过的光通量，单位是流明/平方米。

在进行测量时，使用激光发生器发射激光，并经过透镜组后，将光聚焦到光电二极管的敏感面上。

光电二极管通过将光转化为电信号来获得光强数据。

因为激光光线方向性极强，可以通过利用光路筛选出所需光线，从而严格保证了测量结果的精确性和可靠性。

三、实验步骤1、将激光发生器的光传输管路与透镜组相连，以保证光线聚焦到光电二极管的敏感面上。

2、调整透镜组的位置，使得光线完全投射到光电二极管上。

3、连接直流电源，将光电二极管正极与正极相连，负极与负极相连。

4、启动激光发生器，进行光强测量。

5、测量完毕后，关闭激光发生器和直流电源。

四、实验结果通过实验，可以获取激光发射出来的光线的光强分布情况。

通过测量，我们可以得到一个普通灯泡的光强分布情况如下：区域光强中心位置3000lm 中心位置两侧10cm 2500lm 中心位置两侧20cm 2000lm 中心位置两侧30cm 1600lm 中心位置两侧40cm 1200lm 中心位置两侧50cm 800lm五、实验结论1、光强分布在中心位置最高，随着距离增加，光强逐渐降低。

2、设计的基于光学原理的测量光强分布的实验系统结构紧凑，使用方便，测量结果精确。

3、该实验系统可用于测量一些特定光源的光强分布情况，为实际应用提供了理论指导和实际数据支持。

总之，我们通过本次实验，深入了解了基于光学原理测量光强分布的原理和操作方法，并实际测量了一些特定光源的光强分布情况，为实际应用提供了理论依据和实验数据支持。

重庆大学学生实验报告实验课程名称电子信息综合实验开课实验室重庆大学物理实验教学中心学院物理年级 2012 专业班电子信息01 组内成员姓名张益达组长张益达设计日期：2015年10月20日起2015年12月8日止开课时间 2015 至 2016 学年第 1 学期物理学院学院制目录一、实验目的 (1)二、实验原理： (1)D的原理、种类、特点、发展、应用 (1)1.1 CCD简介 (1)1.2 CCD 工作原理 (1)1.3 CCD 的种类 (6)1.4 CCD 的发展 (7)1.5 CCD 的主要应用 (9)1.6 TCD1206UD 的工作原理 (10)2. FPGA的特点、应用、设计流程 (12)2.1 FPGA 简介 (12)2.2 FPGA 的主要应用 (12)2.3 FPGA 的设计流程 (13)三、设计要求 (14)1.电路设计 (14)D驱动信号 (14)四、实现过程 (15)1.设计方案： (15)1.1电源部分设计 (15)1.2 CCD 驱动电路的设计 (16)2.设计过程 (16)2.1电源部分 (16)2.2 CCD驱动电路部分设计 (17)2.3 整体电路设计 (18)2.4 PCB板的制作 (18)2.5印制电路的焊接 (19)3.测试：调试中出现的问题和解决方法 (19)3.1调试过程 (19)3.2 测试结果 (21)3.3 实验设计修正 (23)五、结果和分析 (24)1.实验收获 (24)2.设计的建议 (24)参考文献 (26)组内成员评分 (27)CCD光电测量综合设计一、实验目的本次电子信息综合实验的目的，是完成一个CCD光电测量系统。

CCD（Charge Coupled Devices）是20世纪70年代发展起来的新型半导体器件。

CCD器件是一种新型光电转换器件，它以电荷作为信号，其基本功能是电荷信号的产生、存储、传输与检测。

它主要由光敏单元、输入结构和输出结果等组成。

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。

一、实验目的1. 深入理解光电效应的基本原理，掌握光电效应实验的基本方法。

2. 掌握光电传感器的原理及其在光电检测中的应用。

3. 熟悉光电转换器的工作原理，提高实验操作技能。

4. 培养团队协作和实验设计能力。

二、实验原理光电效应是指光照射到金属表面时，金属表面会释放出电子的现象。

根据爱因斯坦的光电效应理论，光子的能量与光的频率成正比，当光子的能量大于金属的逸出功时，金属表面会释放出电子。

光电效应实验主要包括光电效应现象的观察、光电效应方程的验证、光电传感器的应用等。

三、实验仪器与设备1. 光电效应测试仪2. 汞灯及电源3. 滤色片（五个）4. 光阑（两个）5. 光电管6. 光功率计7. 示波器8. 数据采集器9. 计算机四、实验内容及步骤1. 光电效应现象的观察（1）打开汞灯及电源，调整光强至适中。

（2）将光电管接入电路，调节光电管偏置电压，观察光电管的光电流变化。

（3）改变滤色片，观察光电流的变化，分析光电效应现象。

2. 光电效应方程的验证（1）记录不同频率的光照射下光电管的光电流。

（2）根据光电效应方程，计算光电子的最大动能。

（3）分析光电子最大动能与光频率的关系，验证光电效应方程。

3. 光电传感器的应用（1）搭建光敏电阻电路，观察光敏电阻的阻值变化。

（2）搭建光敏二极管电路，观察光敏二极管的输出电压变化。

（3）搭建光电耦合器电路，观察光电耦合器的输出信号变化。

五、实验结果与分析1. 光电效应现象的观察实验中观察到，随着光强的增加，光电流逐渐增大；改变滤色片，光电流也随之变化，验证了光电效应现象。

2. 光电效应方程的验证根据实验数据，计算光电子的最大动能，发现光电子最大动能与光频率呈线性关系，验证了光电效应方程。

3. 光电传感器的应用实验中观察到，光敏电阻、光敏二极管和光电耦合器均能实现光电转换，验证了光电传感器的应用。

六、实验总结本次光电综合设计实验，通过对光电效应现象的观察、光电效应方程的验证和光电传感器的应用，加深了对光电效应原理和光电技术的理解。

竞赛题目: 基于光电导航的智能移动测量小车学生姓名：指导教师：决赛编号：引言全国大学生光电设计竞赛由中国光学学会主办，目前已成功举办三届。

竞赛意旨促进光电知识的普及，加强大学生实践、创新能力和团队精神的锻炼与培养，促进高等教育改革。

其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，具有良好的推动作用。

光电导航的智能移动测量小车系统，由微控制器、电源管理单元、路径识别电路、舵机控制单元、小树计数电路、隧道长度测量单元和直流驱动电机控制单元组成。

本系统以STC12C5A16S2单片机为控制核心，并采用Keil uVision4软件编程。

运用红外发射接收对管对道路信息进行采集，并采用PWM技术来控制舵机的转向和电机转速，并且能够同时实现隧道长度测量值和小树数目检测值的显示功能。

各个部分经过MCU的协调处理，能够以较快的速度在指定的轨迹上行驶，在进弯道之前能够提前减速并改变角度，达到平滑转弯的效果。

在前几个月的努力中，我们自主设计机械结构和控制电路，构思独特算法，并一次次地对单片机具体参数进行调试。

可以说，这辆在跑道上奔驰的小车凝聚着我们的汗水和智慧。

在准备比赛的过程中，我们小组成员涉猎多个学科，这次磨练对我们的知识融合和实践动手能力的培养有极大的推动作用。

1. 智能移动测量小车系统总体设计、路径识别传感器的选定路径识别模块是智能车系统的关键模块之一，路径识别方案的好坏，直接关系到最终性能的优劣，因此，选定白线识别传感器模块是总体方案确立的首要步骤。

我们使用光电发射接收管来检测白线：光电发射管发射出光，经过赛道的反射回来，由于白色平面和深绿色平面反射光强度不同，不同位置上的光电接收管接收到强弱不同的光，因此可以判断出白线相对小车的位置。

这种检测的方法明显的优点是检测速度快，检测的方法简单，成本相对低廉。

、系统总体设计及框图光电导航的智能移动测量小车系统采用STC12C5A60S2单片机作为核心控制单元用于智能车系统的控制。

光电脉搏检测电路设计报告脉搏波的概述1.脉搏波的定义脉搏波是以心脏搏动为动力源, 通过血管系的传导而产生的容积变化和振动现象。

当心脏收缩时, 有相当数量的血液进入原已充满血液的主动脉内, 使得该处的弹性管壁被撑开,此时心脏推动血液所作的功转化为血管的弹性势能; 心脏停止收缩时, 扩张了的那部分血管也跟着收缩, 驱使血液向前流动, 结果又使前面血管的管壁跟着扩张, 如此类推。

这种过程和波动在弹性介质中的传播有些类似, 因此称为脉搏波(pulse wave) 。

2.脉搏信息血液在人体内循环流动过程中, 经历过心脏的舒张、内脏流量的涨落、血管各端点的阻滞、血管内波的折一反射以及血管壁的黏弹等过程。

脉搏波不仅受到心脏状况的影响, 同时要受到内环境调控功能器官(脏器) 状态所需血液参数以及系统状态参数等的影响。

所以脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息, 很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征。

3.脉搏测量的意义脉搏是临床检查和生理研究中常见的生理现象, 包含了反映心脏和血管状态的重要生理信息。

人体内各器官的健康状态、病变等信息将以某种方式显现在脉搏中即在脉象中。

人体脉象中富含有关心脏、内外循环和神经等系统的动态信息。

通过对脉搏波检测得到的脉波图含有出许多有诊断价值的信息, 可以用来预测人体某些器脏结构和功能的变换趋势, 如:血管几何形态和力学性质的变异会引起脉搏波波形和波速等性质的改变, 而脉搏的病理生理性改变常引发各种心血管事件, 脉搏生理性能的改变可以先于疾病临床症状出现, 通过对脉搏的检测可以对如高血压和糖尿病等引起的血管病变进行评估。

同时脉搏测量还为血压测量, 血流测量及其他某些生理检测技术提供了一种生理参考信号。

设计目的与意义❖目的应用光电式传感器、放大滤波电路组成的脉搏测量电路通过示波器显示人体指端动脉脉搏信息❖意义通过观测到的脉搏的次数、跳动的波形为临床提供部分诊断价值的信息, 为人体某些器脏结构和功能的变换趋势提供生理参考信号系统设计1.测量信号的特征❖人体信息本身具有不稳定性、非线性和概率特性。

铜陵学院课程设计报告课程名称：电子线路CAD课程设计设计名称：反射式光电检测电路设计姓名：学号:班级：成绩：指导教师：起止日期：课程设计任务书本设计利用光电二极管与光敏二极管构成光信号的接收装置，将光信号转化为电信号，再将所得微弱电信号处理为可用电信号。

在当今的电子电路设计中，传感器被越来越广泛的应用于各种检测电路，其中为了通过检测光信号的变化来达到对电路的控制的功能常常应用到各种电动车的黑线循迹之中，因而特在此研究光电检测电路模型。

本电路最基础的部分为光信号接收电路，首先我们通过该电路的功能要求，绘制电路原理图，列元器件清单，并生成相应的PCB图，再按图焊接电路，最后检测电路是否达到预期功能。

通过本次光电检测电路的设计，可以使参与者了解各种光电二极管，光敏二极管的属性及使用方法，掌握电路焊接的全过程及焊接机巧，以及计算机辅助设计（CAD）的方法，熟悉电路设计的全过程，并将理论应用于实践，为参与者将来设计其他功能的电路提供了宝贵的实践经验。

前言主要说明为什么要从事本设计工作（课题意义），本课题相关技术的现状与特点，拟采用的方案或路线。

可以有以下的一些内容：（设计任务书和主要技术指标和要求）1. 本课题的背景、目的、意义。

2. 本课题的技术指标或设计要求、研究方案、技术路线与特点。

注意：(1) 不要与摘要雷同；(2) 学科中的常识内容、科普内容不必赘述。

在现代高科技时代，越来越多的功能性机器人被应用到各个领域，但是机器人要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，感知导引线相当给机器人一个视觉功能，在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节，目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。

由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增。