《光电子技术》教学大纲本课程依据应用物理学专业2015版人才培养方案制定课程名称：光电子技术课程代码：B1509117课程管理：数理学院应用物理教研室教学对象：应用物理专业教学时数：总时数48 学时，其中理论教学32 学时，实验实训16 学时。
课程学分：3课程开始学期：6/8课程性质：专业选修课课程衔接：先修课程：工程光学、电磁学、原子物理学、量子力学、模拟电子技术一、课程教学目标光电子技术是由电子技术和光子技术互相渗透、优势结合而产生的，是一门新兴的综合性交叉学科，已经成为现代信息科学的一个极为重要的组成部分，以光电子学为基础的光电信息技术是当前最为活跃的高新技术之一。
该课程介绍光电子技术的理论和应用基础，介绍光电子系统中关键器件的原理、结构、应用技术和新的发展。
该课程在阐明基本原理的同时，突出应用技术，使学生能够把握光电子技术的总体框架，有兴趣、有信心投入实践和创新活动。
二、教学内容及要求第一章光电系统的常用光源（一）教学目标掌握常用的光源及光度学的基本知识；了解发光二级管的新进展。
（二）知识点及要求第一节辐射度学和光度学的基础知识1、掌握辐射度学和光度学的基础知识；2、了解辐射度学和光度学之间的关系与联系。
第二节热辐射光源1、掌握热辐射光源的基本原理；2、了解黑体辐射器、白炽灯和卤钨灯的原理。
第三节气体放电光源1、掌握气体放电光源；2、了解气体放电光源的特点以及各种不同类型的气体放电光源。
第四节激光器1、掌握激光器的基本原理以及半导体激光器的结构；2、了解各种不同的激光器的发光机理。
第五节发光二极管1、掌握发光二极管的基本原理；2、了解发光二极管的工作特性。
（三）教学重点与难点1、教学重点：光度学的基础知识、常用光源2、教学难点：激光器第二章光辐射的调制（一）教学目标了解电光调制、声光调制、磁光调制的基本概念；掌握电光调制的基本过程。
（二）知识点及要求第一节机械调制1、了解光辐射调制的分类；2、了解机械调制的优缺点。
第二节电光调制1、掌握电光调制的基本过程；2、了解电光调制的频率特性。
第三节声光调制1、掌握声光调制的基本过程。
2、了解什么是声光效应以及其分类。
第四节磁光调制1、掌握磁光调制的基本过程；2、了解什么是磁光效应、法拉第效应和克尔效应。
（三）教学重点与难点1、教学重点：电光调制的基本过程2、教学难点：声光调制第三章光辐射探测器（一）教学目标掌握半导体型光电探测器件的基本原理（光电池、半导体光电二极管、红外探测器）；了解光电倍增管的结构与原理。
（二）知识点及要求第一节光辐射探测器的理论基础1、掌握光热效应、光电导效应、光伏效应、光电发射效应；2、了解半导体中的载流子的扩散与飘移；3、了解光探测器的噪声。
第二节光热探测器1、掌握热释电探测器的基本原理；2、了解热敏电阻。
第三节光电探测器1、掌握光电探测器的基本原理、特性，会利用光敏电阻设计光控开关，会分析计算光二极管、光电三极管、光电倍增管在电路中的各项参数；2、了解集成光电器件、光电倍增管的原理和结构。
（三）教学重点与难点1、教学重点：光热探测器、光电探测器2、教学难点：光电探测器第四章光电成像器件（一）教学目标了解摄像器件性能参数，了解CMOS图像传感器的最新进展。
（二）知识点及要求第一节摄像管1、掌握摄像管的基本功能和工作过程；2、了解摄像管的历史和发展。
第二节摄像器件的性能参数1、了解摄像器件的性能参数。
第三节电荷耦合器件1、掌握CCD的结构和工作原理；2、了解CCD的发展过程和应用。
第四节CMOS图像传感器1、了解CMOS图像传感器的历史背景及发展趋势；2、了解CMOS图像传感器的结构。
第五节图像增强器了解图像增强器的作用，结构和发展过程。
（三）教学重点与难点1、教学重点：电荷耦合器件、CMOS图像传感器2、教学难点：电荷耦合器件第五章光存储器（一）教学目标了解光盘存储器的工作原理，了解光盘存储技术的发展（二）知识点及要求第一节存储器概述1、了解存储器的发展；2、了解光盘的发展和性能参数。
第二节光盘存储器的工作原理1、掌握光盘存储器的工作原理；第三节CD、VCD、DVD、可擦写光盘1、了解CD、VCD、DVD、可擦写光盘的发展和大致的工作制作过程。
第四节光盘存储技术的发展1、了解光盘存储技术的发展。
（三）教学重点与难点1、教学重点：CD、VCD、DVD、可擦写光盘、光盘存储器的工作原理2、教学难点：光盘存储原理第六章平板显示器件（一）教学目标了解光电子技术领域中LED、液晶等显示技术。
（二）知识点及要求第一节液晶显示器1、掌握液晶显示器的显示过程；2、了解液晶显示器的分类和发展。
第二节LED显示器1、了解LED显示器的发光过程及其特点。
第三节等离子体显示器1、了解等离子体显示器的工作原理。
第四节DL P投影显示1了解DL P投影显示的工作原理。
（三）教学重点与难点1、教学重点：液晶显示器（LCD）、LED显示器2、教学难点：液晶显示器三、实验教学内容与基本要求实验一光电报警设计实验1、目的要求（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2、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3、所需实验设施设备（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4、教学形式及过程（1）教学形式：讲授（2）教学过程①红外发射二极管“L+”“L-”对应接入电路中发射部分“L+”“L-”；光电二极管“P+”“P-”对应接入电路中接收部分“P-”“P+”。
②打开电源，示波器观测Ft点波形，调节调制频率调节旋钮，使波形输出为1比1方波。
③示波器观测Ff点波形，调节增益调节使波形最好。
④示波器观测Fy点波形，调节阈值调节旋钮，使输出方波波形最好，并记录频率。
⑤示波器观测Fc点波形，调节中心频率调节旋钮使波形频率与Fy波形频率相等。
⑥用手遮挡光路，观测LED发光二极管指示状况。
5、教学重点与难点（1）光电报警系统设计原理（2）锁相环的原理及应用实验二红外遥控设计实验1、目的要求（1）了解红外遥控原理（2）了解掌握红外遥控电路设计方法2、实验内容（1）红外遥控编解码实验（2）4路遥控原理实验（3）设计性试验3、所需实验设施设备（1）光电创新实验仪主机箱（2）红外遥控实验模块（3）连接线（4）示波器4、教学形式及过程（1）教学形式：讲授（2）教学过程①将模块上红外发射二极管的金色插孔“L+”“L-”通过连线连接至发射金色插孔“L+”“L-”，红外接收头金色插孔“GND”“VCC”“SIG”通过连线连接至接收金色插孔“GND”“VCC”“SIG”（GCC GND为接收头的供电端，SIG为接收头的信号输出端）。
②“TE”分别设为3态，用示波器观察编码芯片PT226217脚输出波形状态。
③“TE”分别设为低电平，按下4路控制任何一路开关，用示波器观察接收头“SIG”波形。
④使用短路块将编码解码设置相同状态，按下4路控制任何一路开关，观察4路输出只是状态。
⑤使用短路块将编码解码设置不同状态，按下4路控制任何一路开关，观察4路输出只是状态。
⑥分析红外遥控原理5、教学重点与难点（1）红外遥控原理（2）红外遥控电路设计方法实验三颜色识别系统设计实验1、目的要求（1）了解颜色传感器的组成及工作原理（2）了解颜色传感器的基本特性（3）掌握颜色传感器的应用2、实验内容（1）颜色传感器短路电流测试实验（2）颜色传感器开路电压测试实验（3）颜色传感器颜色识别实验（4）设计实验：颜色传感器颜色识别设计实验3、所需实验设施设备（1）光电创新实验仪主机箱（2）颜色识别系统设计模块（3）万用表（4）连接线4、教学形式及过程（1）教学形式：讲授（2）教学过程①连接好光路组件，光源和探测器尽量靠近，光源部分按照实验1中连接，探测器部分红色插座连J5,绿色插座连J6，蓝色插座连J7，黑色插座连J8;②打开电源，打开红色光源，测量J9、J10测试点的电压值，调节电位器W1，使阈值电压大于J10并且小于J9处的电压值;③关闭电源，用跌插头对连接J9与J9’、J10与J10’、J11与J11’;④打开电源，切换不同颜色的光源，观察D5、D6、D7的变化。
⑤关闭电源，拆除所有连线。
5、教学重点与难点（1）颜色传感器的组成及工作原理（2）颜色传感器的基本特性实验四红外体温计设计实验1、目的要求（1）了解红外体温计设计的组成及工作原理（2）了解红外测温传感器的基本特性（3）掌握红外测温传感器的应用2、实验内容（1）系统组装实验（2）红外测温传感器特性实验（3）红外测温传感器的应用实验3、所需实验设施设备（1）光电创新实验仪主机箱（2）红外体温计系统设计模块（3）红外体温计探测器组件（4）探测器数据连接线（5）万用表（6）连接线4、教学形式及过程（1）教学形式：讲授（2）教学过程①红外体温计系统的组装实验红外体温计实验由主机箱、红外测温模块以及温度源三大部分组成，首先认识这些部件，然后学会如何组装。
②测温距离标定实验根据传感器的输出特性表，找一个合适的温度源，调试温度源与传感器之间的距离，使传感器的输出与表格中的输出一致，并记录此时温度源与传感器的距离值。
③红外测温传感器的特性测量实验根据实验2中的标定距离，用传感器测试不同的温度源，记录传感器的输出(V+－V-)以及测温模块的输出V Out，并记录在下表中：4、温度超限报警实验根据红外测温传感器的特性，我们已经知道某个温度下传感器的输出以及测温模块的输出，这样我们可以设定超过一定温度即超过一定电信号输出就报警。
在实验中可以通过调节W1来设计不同的电信号阈值，从而达到设定不同的温度的目的。
当测温模块输出超过设定的阈值时，报警灯D3就会发光。
5、教学重点与难点（1）红外体温计设计的组成及工作原理（2）红外测温传感器的基本特性（3）红外测温传感器的应用四、课程时数分配表说明：（1）学时分配合计数要与实验总学时相同或大于实验总学时数（其中超出的学时数可为选开实验）。
（2）实验属性指所开实验为基础类、技术（专业）基础类或专业类；（3）实验类别指基础性（演示性、操作性及验证性）、综合性或设计性等实验。
注意：按照教育部本科教学评估要求，开出综合性、设计性实验的课程占有实验课程总数的比例应≥80%。
（指整个专业的所有实验）（4）每组人数指开设本项实验最少的人数，例如，计算机上机一般为1人，基础课实验一般规定1人或2人等。
（5）实验要求指必做或选做：按教学要求，划分该项目属必做或选做。