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光电检测研究生实验汇总

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光电器件和光电技术综合设计实验指导书 - 1 - 实验一 光敏电阻特性测试及其变换电路 一、实验目的 1、学习掌握光敏电阻工作原理 2、学习掌握光敏电阻的基本特性 3、掌握光敏电阻特性测试的方法 4、了解光敏电阻的基本应用

二、实验内容 1、光敏电阻的暗电阻、暗电流测试实验 2、光敏电阻的亮电阻、亮电流测试实验 3、光敏电阻光电流测试实验； 4、光敏电阻的伏安特性测试实验 5、光敏电阻的光电特性测试实验 6、光敏电阻的光谱特性测试实验 7、光敏电阻的时间响应特性测试实验

三、实验仪器 1、直流稳压电源 1台 2、光源驱动模块 1个 3、负载模块 1个 4、显示模块 1个 5、光通路组件 1套 6、光敏电阻及封装组件 1套 7、光照度计 1台 8、2#迭插头对（红色，50cm） 10根 9、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根 10、示波器 1台

四、实验原理 2. 光敏电阻的主要参数有： (1) 暗电阻 光敏电阻在不受光照射时的阻值称为暗电阻， 此时流过的电流称为暗电流。 (2) 亮电阻 光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。 (3) 光电流 亮电流与暗电流之差称为光电流。 3.

(1) 伏安特性 在一定照度下，流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。光敏电阻在一定的电压范围内，其I-U曲线为直线，如图1-2所示。 （2）光照特性 光敏电阻的光照特性是描述光电流I和光照强度之间的关系，不同材料的光照特性是不同的，绝大多数光敏电阻光照特性是非线性的，如图1-3所示。 (3) 光谱特性 光敏电阻对入射光的光谱具有选择作用，即光敏电阻对不同波长的入射光有不同的灵敏度。光敏电阻的相对光灵敏度与入射波长的关系称为光敏电阻的光谱特性，亦称为光谱响应。图1-4 为几种不同材料光敏电阻的光谱特性。 对应于不同波长，光敏电阻的灵敏度是不同的，而且不同材料的光敏电阻光谱响应曲线也不同。 （4）时间特性 实验证明，光敏电阻的光电流不能随着光强改变而立刻变化，即光敏电阻产生的光电流有一定的惰性，这种惰性通常用时间常数表示。 大多数的光敏电阻时间常数都较大， 这是它的缺点之一。 不同材料的光敏电阻具有不同的时间常数（毫秒数量级）， 因而它们的频率特性也就各不相同，如图1-5所示。 光电器件和光电技术综合设计实验指导书 - 2 - 403020100I / mA10010001 x500 mW1001 x200U / V101 x0.050.100.150.200.250.300.350.4000.20.40.60.81.01.21.4I / mA / lm

Sr / (%) / A2040608010001.5310080604020010100100010000S /( %)f / Hz

五、注意事项 1、实验之前，请仔细阅读光电探测综合实验仪说明，弄清实验箱各部分的功能及拨位开关的意义； 2、当电压表和电流表显示为“1＿”是说明超过量程，应更换为合适量程； 3、连线之前保证电源关闭。 4、实验过程中，请勿同时拨开两种或两种以上的光源开关，这样会造成实验所测试的数据不准确。 六、实验步骤

1、光敏电阻的暗电阻、暗电流测试实验 （1）将光敏电阻完全置入黑暗环境中（将光敏电阻装入光通路组件,不通电即为完全黑暗）,使用万用表测试光敏电阻引脚输出端，即可得到光敏电阻的暗电阻R暗。 (注：由于光敏电阻个性差异，某些暗电阻可能大于200M欧，属于正常。) （2）将精密直流稳压电源的两路“+5V”“⊥”对应接到显示模块的“+5V”“GND”，为显示表供电。 （3）将精密直流稳压电源的0-15V输出的正负极与电压表头的输入对应相连，打开电源，将直流电流调到12V，关闭电源，拆除导线。 （4）按照图1-6连接电路图，RL取RL=10M。（RL从负载模块上选取） (5) 打开电源，记录电压表的读数，使用欧姆定理I=U/R得出支路中的电流值I暗。 （注：在测量光敏电阻的暗电流时，应先将光敏电阻置于黑暗环境中30分钟以上，否则电压表的读数会较长时间后才能稳定）

图 1-2 硫化镉光敏电阻的伏安特性 图1-4 光敏电阻的光谱特性 图1-3 光敏电阻的光照特性

图1-5 光敏电阻的频率特性 光电器件和光电技术综合设计实验指导书

- 3 - RLV

图1-6 光敏电阻暗电流测试电路 2、光敏电阻的亮电阻、亮电流、光电阻、光电流测试实验 （1）组装好光通路组件，将照度计与照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源驱动模块上J1与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。将精密直流稳压电源的“+5V”“⊥”“-5V”对应接到光源驱动模块上的“+5V”“GND”“-5V”。将精密直流稳压电源的两路“+5V”“⊥”对应接到显示模块的“+5V”“GND”，为显示表供电。 （2）将将三掷开关BM2拨到“静态”，将拨位开关S1拨上，S2，S3，S4，S5，S6，S7均拨下。 （3）打开电源，缓慢调节光照度调节电位器，直到光照为300lx（约为环境光照），使用万用表测试光敏电阻引脚输出端，即可得到光敏电阻的亮电阻R亮。 （4）将精密直流稳压电源的0-15V输出的正负极与电压表头的输入对应相连，打开电源，将直流电压输出调到12V，关闭电源，拆除导线。 （5） 按图1-7连接电路图，RL取RL=5.1K欧。U为电压表，微安表为电流表，E为直流电压。 （6）打开电源，记录此时电流表的读数，即为光敏电阻在300lx的亮电流I亮。

图1-7 光敏电阻测量电路 （7）亮电阻与暗电阻之差即为光电阻，R光=R暗-R亮，光电阻越大，灵敏度越高。 （8）亮电流与暗电流之差即为光电流，I光=I亮-I暗，光电流越大，灵敏度越高。 （9）实验完成，关闭电源，拆除各导线。 3. 光敏电阻伏安特性测试

光敏电阻伏安特性即为光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系。 （1）组装好光通路组件，将照度计与照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源驱动模块上J1与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。将精密直流稳压电源的“+5V”“⊥”“-5V”对应接到光源驱动模块上的“+5V”“GND”“-5V”。将精密直流稳压电源的两路“+5V”“⊥”对应接到显示模块的“+5V”“GND”，为显示表供电。 （2）将将三掷开关BM2拨到“静态”，将拨位开关S1拨上，S2，S3，S4，S5，S6，S7均拨下。 (3) 按照图1-7连接电路图，U为电压表，微安表为电流表，E选择0-15V直流电压并调至最小，RL取RL=510Ω（负载模块上取）。 （4）打开电源，将光照度设置为200lx不变，调节电源电压，分别测得电压表显示为0V、2V、4V、6V、8V、10V时的光电流填入下表。 光电器件和光电技术综合设计实验指导书 - 4 - （5）按照上述步骤（4），改变光源的光照度为400lx，分别测得偏压为0V、2V、4V、6V、8V、10V时的光电流并填入下表 ；

偏压 0V 2V 4V 6V 8V 10V 光电流I（200lx）

光电流II（400lx）

（6）根据表中所测得的数据，在同一坐标轴中做出V-I曲线，并进行分析比较。 （7）实验完成，关闭电源，拆除各导线。 4.光敏电阻的光电特性测试实验

在一定的电压作用下，光敏电阻的光电流与光照度的关系称为光电特性。 （1）组装好光通路组件，将照度计与照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源驱动模块上J1与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。将精密直流稳压电源的“+5V”“⊥”“-5V”对应接到光源驱动模块上的“+5V”“GND”“-5V”。将精密直流稳压电源的两路“+5V”“⊥”对应接到显示模块的“+5V”“GND”，为显示表供电。 （2）将将三掷开关BM2拨到“静态”，将拨位开关S1拨上，S2，S3，S4，S5，S6，S7均拨下。 (3) 按照图1-7连接电路图，RL取RL=100欧。 （4）打开电源，将电压设置为8V不变，调节光照度电位器，依次测试出光照度在100lx、200lx、300lx、400lx、500lx、600lx、700lx、800lx、900lx时的光电流并填入下表 ：

光照度（lx） 100 200 300 400 500 600 700 800 900 电压U 光电流I 光电阻（U/I）

（5）根据测试所得到数据，描出光敏电阻的光电特性曲线。 5、光敏电阻的光谱特性测试实验

用不同的材料制成的光敏电阻有着不同的光谱特性，当不同波长的入射光照到光敏电阻的光敏面上，光敏电阻就有不同的灵敏度。 （1）组装好光通路组件，将照度计与照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源驱动模块上J1与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。将精密直流稳压电源的“+5V”“⊥”“-5V”对应接到光源驱动模块上的“+5V”“GND”“-5V”。将精密直流稳压电源的两路“+5V”“⊥”对应接到显示模块的“+5V”“GND”，为显示表供电。 （2）将将三掷开关BM2拨到“静态”，将拨位开关S1拨上，S2，S3，S4，S5，S6，S7均拨下。 （3）打开电源，缓慢调节光照度调节电位器到最大，将S2，S3，S4，S5，S6，S7依次拨上后拨下，记录照度计所测数据，并将最小值“E”为参考。 （注意：请不要同时将两个拨位开关拨上） （4）S2拨上，缓慢调节光照度调节电位器直到照度计显示为E，使用万用表测试光敏电阻的输出端，将测试所得的数据填入下表，再将S2拨下； （5）依次将S3、S4、S5、S6、S7拨上后拨下,分别测试出橙光，黄光，绿光，蓝光，紫光在光照度E下时光敏电阻的阻值，填入下表。 （6）根据所测试得到的数据，做出光敏电阻的光谱特性曲线：

波长（nm） 红（630） 橙（605） 黄(585) 绿（520） 蓝（460） 紫（400） 光电阻

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光电信息科学与工程专业解读

光电信息科学与工程专业解读

光电信息科学与工程专业解读一、专业解析什么是光电信息科学与工程?光电信息科学与工程是由光学、光电子、微电子、通信、计算机等多学科交叉结合的专业，涉及光信息的辐射、传输、探测以及光电信息的转换、存储、处理与显示等众多的内容。

据北京航空航天大学电子信息工程学院副院长王俊介绍，该专业主要是以光电信息的产生、传感、采集、传输、探测、控制、存储、成像、处理、显示和应用为研究对象。

目前的光电信息科学与工程主要是做光学信号处理，我们熟悉的光纤入户、光电探测器、光通信都是这方面的研究成果。

光电信息科学与工程属于工学中的电子信息类，可授工学或理学学士学位，它的前身主要是光信息科学与技术专业。

2012年教育部调整专业名称，将光信息科学与技术、光电子技术科学、信息显示与光电技术、光电信息工程、光电子材料与器件等五个专业合并为“光电信息科学与工程”。

光电信息科学与工程学什么?光电信息科学与工程专业对学生的数理基础要求较高。

以南开大学为例，学校开设的课程涵盖数理基础、光子学、电子学、计算机科学、机械工程等众多知识。

主要专业课程有：工程光学、激光原理与技术、光纤通信及系统、光电子激光实验、光通信实验、光谱学实验、电动力学、量子力学、原子物理、近代物理实验、数学物理方法、电子电路与技术、电子工艺实习、工程制图基础、金属工艺实习、计算机软件技术基础等。

考生可登陆各院校网站查看其他院校专业课程设置情况。

据王教授介绍，光电信息科学与工程专业要求学生具有较扎实的数学、物理基础和较强的逻辑思维能力，喜欢科学实验和动手实践，更重要的是需要具有一颗深入探究新事物的好奇心。

因为那才是科学发现和技术创新的源泉。

二、专业与就业主要就业领域及方向光电信息产业是21世纪最具魅力的朝阳产业，还有人预测它将成为本世纪最大的产业。

随着国家发展光电技术和产业的一系列战略的出台，以及国内“光谷”的建设和投入，光通信、光传感、光存储、光显示等一大批光电信息领域的技术和产业相继出现。

基于STM32的CCD成像的设计及实现

基于STM32的CCD成像的设计及实现

0 引言实现星敏感器白天对恒星的探测是实现天文导航系统的全天候工作的关键[1]。

由于受到大气层以及白天强烈天空背景辐射的影响,基于APS CMOS的星敏感器实现在白天对恒星的探测非常困难[2][3]。

由于CCD图像传感器与APS CMOS相比在灵敏度和抗噪声干扰方面都具有明显的优势,研究基于CCD的星敏感器是否可以实现白天对恒星的探测是完成天文导航系统的关键[4]。

成像系统是星敏感器最主要的组成部分[5]。

本文设计的以STM32F103作为主控制器的CCD成像系统电路结构简单,不需要额外的AD转换模块就可实现将CCD采集到的信号由模拟信号转换为数字信号发送出去的功能。

1 系统结构整个成像系统由软件和硬件组成,硬件主要由STM32控制模块、CCD成像模块、电源转换模块三部分组成,如图1所示。

图像传感器将感应的光线通过STM32F103自带的A\D转换为数字信号传输给数据处理模块。

电源模块提供CCD各个管脚需要的电压以及为STM32提供驱动电压,通过调节STM32F103输出的频率的大小可将CCD图像传感器的性能调节到最优状态。

2 硬件电路设计2.1 CCD成像模块有关天文资料表明,很多恒星的光谱峰值波长都集中在0.7μm～0.9μm之间,本文选择峰值波长在0.6μm～0.9μm之间的G11135-512DE。

由单片机将CLK1、CLK2需要的频率以PWM波的形式发送给CCD;将CCD的12、20、22管脚分别连接到单片机AD转换模块相应的管脚。

2.2 STM32控制模块将STM32F103的最小系统设计出来后,再分别将其AD转换功能及PWM频率输出功能需要的外围电路设计出来完成对CCD的连接即可。

2.3 电源模块CCD图像传感器需要的电压种类较多,有1.2V,4V,5V,STM32F103需要的电压为3.3V。

由5V电源供电,要完成5V/4V,5V/3.3V,5V/1.2V的转换。

3 软件设计软件包括两部分:PWM波输出CCD需要的频率和AD采集将CCD采集到的模拟量转换成数字信号输出,流程如图2示。

2020年深圳大学物理与光电工程学院研究生考试复试招生宣传资料(光学与光学工程专业研究方向和导师选择)

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闫培光教授——光学学科点负责人
深圳大学领军学者，深圳市高层次人才。多年从事 “超快激光与传感技术、特种光纤技术和新型纳米 材料光电子技术的前沿交叉应用研究”，在Optics Letters 、 Advanced optical materials 、 Sensors & Actuators: B. Chemical等期刊发表SCI收录论文100余 篇，在IEEE JSTQE等期刊上发表特邀论文3篇，科 技部科技研发重点项目会评专家（2017），授权发 明专利5项。2次获评深圳大学优秀硕士生导师。
Angew. Chem. Int. Ed. 2019,
doi:10.1002/anie.201905129
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方向二 光纤与敏感材料传感器技术
• 主要研究：光纤与敏感材料传感新理论、结构与技术，面 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ物联网、智慧医疗、环境监测等应用，构建先进的半导 体气敏/湿敏传感器、微结构光纤传感器、集成光波导传 感器与探测器、光纤生物化学传感器以及光纤工程传感网 络。
2.几何光学
3.光的干涉
4.光的衍射
5.光在晶体中的传输特性
6.光的波粒二象性
3.不接收同等学力考生
欢迎推免生，欢迎具有博士授权或 硕士授权高校的考生报考。
招生简章： /893.html
奖学金制度
奖助项目
比例 奖励金额
备注
国家助学金 100% 8000元/年
光学学科点汇总
介绍人 深圳大学物理与光电工程学院
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光学专业介绍：
专业代码：070207 学制：3 年 深圳大学光学专业为广东省重点扶植学科，广东省内排名第3 。
学科地位：
深圳大学在2016年光电学科领域获国家资助项目总数全国第1名，资助总 金额排名全国第13名，在艾瑞深《2016中国大学光学工程学科排行榜》 中，深圳大学光学工程学科与清华大学、上海交通大学等并列第10位。
光学工程专业硕士实验教学体系的构建及实验室的建设

光学工程专业硕士实验教学体系的构建及实验室的建设

光学工程专业硕士实验教学体系的构建及实验室的建设摘要结合光学工程专业硕士实验教学体系的构建和实验室建设的实践，提出以培养高素质的面向光电及海洋资源相关企业、研究机构优秀的创新型人才为目标的实验教学体系，提出与理论教学有机结合、以能力培养为核心的光学工程专业硕士实验教学体系，并初步开设相应的实验。

关键词光学工程专业硕士；教学体系；实验室建设中图分类号：g482 文献标识码：b 文章编号：1671-489x（2013）03-0140-03establishment of experimental teaching system and laboratory construction for optical engineering professional master degree//zhao songqing， jiao zhiyongabstract in this paper， based on the practice of experimental teaching system and the laboratory construction for optical engineering professional master degree， we put forward a new experimental teaching system for the cultivation of high quality of excellent creative talents who will work for related enterprises and research institutions of photoelectric and marine resource. we also raise the teaching system which is of the characteristic of theoretical teaching tightly combined with experiment and core of theability training for the optical engineering professional master degree. we tried to set up some of the preliminary related experiments.key words optical engineering professional master；teaching system； laboratory construction目前，信息产业的发展已从传统的无线电波向光频波段扩展，现代光学工程技术已扩展和渗透到国民经济和人民生活的每一个领域，可以预计，本世纪是光和电并存发展的时代。