《光电检测技术》实验指导书.docx
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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。
光电检测技术实验指导主编:王庆有天津市耀辉光电技术有限公司目录实验一夫琅和费衍射实验 (1)一、实验目的: (1)二、实验内容: (1)三、实验所用仪器设备: (1)四、实验原理: (1)五、实验步骤: (3)六.关机与结束: (4)七.思考题: (4)实验二光电调制与解调技术实验 (5)一、实验目的: (5)二、实验内容: (5)三、实验所用仪器设备: (5)四、实验原理: (5)五、实验步骤: (6)六、实验报告: (8)七、思考题: (8)实验三用线阵CCD测量物体尺寸 (9)一、实验目的 (9)二、实验准备内容 (9)三、实验所需仪器设备 (9)四、实验步骤 (9)五、实验总结 (11)实验四用线阵CCD测量物体的振动 (12)一、实验目的 (12)二、实验准备内容 (12)三、实验所需仪器设备 (12)四、用线阵CCD测量物体振动的原理 (12)五、实验内容及步骤 (13)六、实验总结 (14)实验五面阵CCD用于物体外形尺寸测量实验 (15)一、实验目的 (15)二、实验准备内容 (15)三、实验所需仪器设备 (15)四、实验内容及步骤 (15)五、实验总结 (18)实验六面阵CCD用于颜色识别 (19)一、实验目的与意义 (19)二、实验所需仪器设备 (19)三、实验准备 (19)四、实验内容及步骤 (20)五、实验总结 (21)实验七图像信息的点运算实验 (22)一、实验目的与意义 (22)二、实验所需仪器设备 (22)三、实验准备内容 (22)四、实验内容及步骤 (22)五、实验总结 (26)实验八图像的几何变换实验 (27)一、实验目的与意义 (27)二、实验所需仪器设备 (27)三、实验准备内容 (27)四、实验内容及步骤 (27)五、实验总结 (31)实验九光栅与莫尔条纹实验 (32)一、实验目的: (32)二、实验内容: (32)三、实验仪器: (32)四、实验原理: (32)五、实验步骤: (33)六、实验报告: (34)实验一夫琅和费衍射实验一、实验目的:通过对典型衍射的实验,充分认识光的波动学说,进一步加强对光的波粒二象性的理解,为今后学习、掌握光的衍射现象提供感性认识;也为利用衍射现象进行各种光电测量奠定基础。
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。
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。
光电检测技术实验指导书电气工程学院目录实验一半导体激光器工作域值及输出功率特性的测量 (2)实验二半导体激光器输出光谱特性曲线的测量 (9)实验三光电探测原理及特性测试(综合性) (13)实验四* CCD输出特性及二值化处理实验 (22)实验五 PSD位移传感器特性实验 (28)实验六反射式光纤位移传感器原理及定标实验 (32)实验七光电报警系统设计(设计性) (38)实验一 半导体激光器工作域值及输出功率特性的测量一、实验目的测试半导体激光器工作域值,测量输出功率-电流(P-I )特性曲线和输出功率的稳定性,从而对半导体激光器工作特性有个基本了解。
二、实验内容1、测试YSLD3125型半导体激光器工作域值。
2、测试YSLD3125型半导体激光器输出功率与电流(P-I )特性曲线。
3、测试YSLD3125型半导体激光器注入电流为30mA 时输出功率的稳定性。
三、实验仪器1、YSLD3125型半导体激光器(带尾纤输出,FC 型接口) 1只2、ZY606型LD/ LED 电流源 1台3、光功率计 1台4、万用表 1只四、实验原理1、激光器一般知识激光器是使工作物质实现粒子数反转分布产生受激辐射,再利用谐振腔的正反馈,实现光放大而产生激光振荡的。
激光,其英文LASER 就是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (受激辐射的光放大)的缩写。
激光的本质是相干辐射与工作物质的原子相互作用的结果。
尽管实际原子的能级是非常复杂的,但与产生激光直接相关的主要是两个能级,设E u 表示较高能级,E l 表示较低能级。
原子能在高低能级间越迁,在没有外界影响时,原子可自发的从高能级越迁到低能级,并伴随辐射一个频率为h E E l u /)(-=ν的光子,这过程称自发辐射。
若有能量为l u E E h -≥ν的光子作用于原子,会产生两个过程,一是原子吸收光子能量从低能级越迁到高能级,同时在低能级产生一个空穴,称为受激越迁或受激吸收,此激发光子消失;二是原子在激发光子的刺激下,从高能级越迁到低能级,并伴随辐射一个频率h E E l u /)(-=ν的光子,这过程称受激辐射。
实验一面阵CCD尺寸测量实验一、实验目的①用面阵CCD摄像头与图像数据采集系统测量实际物体外形尺寸是CCD最广泛应用的领域,在尺寸测量应用中存在着许多实际问题。
如何将这些实际问题分解成一个个的分立问题是学习和掌握该方法的关键。
本实验采用标准几何图形代替实际被测物,可以将一些不必要的问题排除在外,突出主要问题;②通过对标准图形的点、线、面的测量过程掌握应用面阵CCD进行尺寸测量的基本方法;③通过对标准图形的点、线、面的测量过程掌握应用面阵CCD进行尺寸测量,掌握测量范围、精度和测量时间等问题。
二、实验准备内容复习矩形、圆、三角形等典型几何图形的点、线、面的基本计算公式。
三、实验所需仪器设备①带有USB2.0输入端口的计算机;②MXY6001彩色面阵CCD多功能实验仪一台。
四、实验内容及步骤1、开机过程①将被测的标准图片实心圆安装在“被测物夹持架”上,将USB接口线正确连接到计算机上;②将外置面阵CCD摄像机的镜头盖打开;③打开实验仪的电源开关;④将视频切换按钮按下,切换指示灯点亮表明采集外置CCD摄像机的图像信号;⑤运行“面阵CCD尺寸测量实验”程序;⑥点击“连续”按钮,将显示外置摄像头所采集到的图像,如图1.1,调整CCD摄像头与测量图片的相对位置使计算机显示的图像尽量清晰,在图像上移动鼠标,则软件右上方的“鼠标当前位置及灰度”区域的文本框将显示图像当前位置点及灰度值。
图1.1尺寸测量界面2、关于点数据的测量单击“停止”按钮,然后在图像上移动鼠标,观察实心圆的灰度值和背景灰度值,选择合适的阈值(介于背景灰度和实心圆灰度之间,稍大于实心圆的灰度值),并设置待测的行和列,点击如图1.1所示的“计算”按钮,将在“测量结果”区域显示计算的水平尺寸(待测行的尺寸)和垂直尺寸(待测列的尺寸)。
3、比例系数的计算如果已知圆的直径和对应的像元个数,那么就可以在“比例系数”区域的两个文本框输入对应的值,然后点击“计算”比例系数,就可以计算当前物像关系下的比例系数,然后再单击“计算”尺寸按钮就可以计算出被测物的实际尺寸。
《光电检测技术》实验指导书丁松南京工业大学自动化学院2006-04-17目录实验一光敏电阻特性实验 (1)实验二光敏电阻开关设计实验 (4)实验三光栅位移实验 (6)实验四面阵CCD电荷耦合器件应用实验——线径测量 (9)实验五光电二极管、三极管特性实验 (12)实验六光电池特性实验 (16)实验一光敏电阻特性实验一.实验目的1.了解光敏电阻的光电特性、伏安特性。
二.实验内容1.偏置电压一定时,光敏电阻的阻值和照度的对应关系。
2.照度一定时,光敏电阻的偏置电压与其电流的对应关系。
3.照度改变时,光敏电阻的偏置电压和电流的对应关系。
三.实验设备及仪器1.直流稳压电源。
2.光敏电阻。
3.相关信号处理单元。
四. 实验线路及原理光敏电阻是一种当光照射材料表面被吸收后,在其中激发载流子,使材料导电性能发生变化的内光电效应器件。
当加上一定电压后,光生载流子在电场的作用下沿一定方向运动在电路中产生电流,达到光电转换的目的。
当入射光的照度一定时,电路中的电流与光敏电阻的偏置电压存在一定的关系。
由于光激发所产生的载流子会改变光敏电阻的电导值,而在没有光照的情况下热激发所产生的载子同样也会改变光敏的电导值,只是对于光敏电阻而言光电导起主要作用。
所以,光敏电阻在光照条件下,总电流由两部分组成:亮电流=光电流+暗电流。
光敏电阻单元接线图五. 实验方法与步骤±V档,光敏电阻探头用专用导线一端连接后,插入照度实验架1、直流稳压电源置12上传感器安装孔,导线另一端插入面板上“光敏电阻Ti”插口。
2、开启电源及光强开关,并将“光强/加热”开关置5档,此时入射照度最大。
同时检查加热开关是否关闭。
3、在“光敏电阻单元”如图1-1接线。
4、检查接线是否正确。
5、关闭光强开关,记下电流表度数(暗电流),将数据记录。
随后将“光强/加热”开关置“1”档。
6、开启光强开关,记录电流表读数,并逐步将“光强/加热”开关转换到“5”档,记录每一档所对应的电流表读数,并填入下表。
《光电检测技术》实验指导书实验一光敏电阻特性实验 ............. .. (1)实验二光敏电阻开关设计实验 ......... .. (4)实验三光栅位移实验 ................. .. (6)实验四面阵CCD电荷耦合器件应用实验一—线径测量 (9)实验五光电二极管、三极管特性实验…… (12)实验六光电池特性实验 ............... .. (16)实验一光敏电阻特性实验一・实验目的1.了解光敏电阻的光电特性、伏安特性。
二. 实验内容1.偏置电压一定时,光敏电阻的阻值和照度的对应关系。
2•照度一定时,光敏电阻的偏置电圧与其电流的对应关系。
3.照度改变时,光敏电阻的偏置电压和电流的对应关系。
三. 实验设备及仪器1.真流稳压电源。
2.光敏电阻。
3.相关信号处理单元。
四. 实验线路及原理光敏电阻是一种当光照射材料表面被吸收后,在其屮激发载流了,使材料导电性能发生变化的内光电效应器件。
当加上一定电压后,光生载流了在电场的作用下沿一定方向运动在电路屮产生电流,达到光电转换的目的。
当入射光的照度一定时,电路屮的电流与光敏电阻的偏置电压存在一定的关系。
市于光激发所产生的载流了会改变光敏电阻的电导值,而在没冇光照的情况下热激发所产生的载子同样也会改变光敏的电导值,只是对于光敏电阻而言光电导起主要作用。
所以,光敏电阻在光照条件下,总电流由两部分组成:亮电流二光电流+暗电流。
光敏电阻单元接线图五. 实验方法与步骤1、肓流稳压电源置±12V档,光敏电阻探头用专用导线一端连接后,插入照度实验架上传感器安装孔,导线另一端插入面板上“光敏电阻Ti”插口。
2、开启电源及光强开关,并将“光强/加热”开关置5档,此时入射照度最大。
同时检杏加热开关是否关闭。
3、在“光敏电阻单元”如图1-1接线。
4、检杳接线是否正确。
5、关闭光强开关,记下电流表度数(暗电流),将数据记录。
随后将“光强/加热”开关置“1”档。
6、开启光强开关,记录电流表读数,并逐步将“光强/加热”开关转换到“5”档,记录每一档所对应的电流表读数,并填入下表。
光强(档)012345电流(mA)7、将光强/加热开关置于“5”档,直流稳压电源置于±4 V档。
8、保持光强/加热开关在“5”档,将“右•流稳压电源”分档逐步调整至±12V,并逐一记下电流表读数并填入下表9、将光强/加热开关分别调至“4”和“3”档,重做步骤8,记录电流表读数填入下表光强/加热开关置“4”档光强/加热开关置“3”档六. 实验报告内容与要求1.填写实验数据表格。
2・12V偏置电压下的照度-电流||]|线。
3.5档照度下,光敏电阻的V-I特性曲线。
4.4档照度下,光敏电阻的-I特性曲线。
5.3档照度下,光敏电阻的V-I特性曲线。
七・思考1.12V偏置电压下的照度-电流曲线可以分析得出照度与电阻的关系如何?2.照度对于光敏电阻的伏安特性有何影响?实验二光敏电阻开关设计实验一. 实验目的1.光敏电阻的应用方式。
2.光电开关的工作原理。
3.LED驱动电路的应用。
二・实验内容1.光敏电阻检测电路的使用。
2.设计电路控制LED的亮灭。
三.实验设备及仪器1.直流稳压电源。
2.光敏电阻。
3.相关信号处理单元。
4.LED指示灯。
・注意事项1.LED指示灯需要接保护电阻,否则极易烧毁。
2.晶体管放大电路屮集电极不可与电源短接。
五. 实验线路及原理光敏电阻是一种当光照射材料表血被吸收后,在其屮激发载流子,使材料导电性能发生变化的内光电效应器件。
当加上一定电压后,光生载流了在电场的作用下沿一定方向运动在电路屮产生电流,达到光电转换的目的。
当入射光的照度一定时,电路屮的电流与光敏电阻的侃置电压存在一定的关系。
常用的光敏电阻测量电路有恒流电路和恒压电路。
LED驱动电路的相关知识见书本有关章节。
六. 实验方法与步骤1.参考书本关于光敏电阻检测(恒流/恒压)电路,设计一电路,由实验台光源照度控制LED指示灯的亮灭。
2.直流稳压电源置±12V档,光敏电阻探头用专用导线一端连接后,插入照度实验架上传感器安装孔,导线另一端插入面板上“光敏电阻Ti”插口。
3.按预先设计的电路选择合适电路元件搭建开关电路。
4.将保护电阻和毫安表与LED串接,便于记录LED屮的电流大小。
5.光强/加热开关置5档,开启光强/加热开关。
6.将光强/加热开关逐步转至4・1档,记录指示灯的亮灭情况填入下表7.转动光谱调整架测微头使传感器透光狭缝进入光谱带红光一侧。
8.转动测微杆,在光谱带内移动狭缝,注意LED指示灯的闪亮情况七. 实验报告内容与要求1.绘制设计的光明电阻开关电路。
2.实验数据填入表格。
八•思考1.控制方式是否只有一种?2.不同的控制方式灵敏度是否一样?3.不同波长的光源对光敏电阻的光电特性是否有煤响?一. 实验目的1. 了解光栅结构与位移测帚的原理。
二. 实验内容1. 利用光栅的光学放大原理测址微小位移。
三. 实验设备及仪器1. 光栅实验模块。
2. 直流稳压电源。
3. 细分计数板。
4. 螺旋测微仪。
5. 示波器。
坐吗翩跑期光栅是由标尺光栅和指不光栅组成的。
光栅在木质是指在光学玻璃上平行均匀地刻出的貞线 条纹。
在标尺光栅和指不光栅上,通常他们的线纹密度一样,一般10-100线/亳米。
(b)指示光栅图3-1标尺光栅和指示光栅把指示光栅平行放在标尺光栅上而,再使两者线纹之间形成一位小夹角,在光照过光栅 时,在指不光栅上就会产生若干粗的明暗条纹,称为莫尔条纹。
当指示光栅和标尺光栅之实验三光栅位移实验(a)标尺光栅间作相对左右移动时,莫尔条纹也作上下移动。
假设莫尔条纹宽度是W,并按W/4处分别放置两个光敏三极管,随着指不光栅的移动,在光敏三极管屮就感应出和光线壳度相丿应的电流。
显见,指示光栅毎移动一个栅距,则会使莫尔条纹移动一个纹距,而一个移距会在光敏三极管屮产生一个周期的正弦波。
对于50线光栅,每移动l/50mm的距离,则产生一个正弦波输出。
为了提高计数分辨率,通常对光栅输出信号方波进行四倍频细分。
对于移动一个栅距而形成TP1、TP2方波,在一个周期内,其信号幅值变化为:11-10-00-01-11,或10 -11-01-00-10,即每一周期有4个电平变化,利用D鮭发器可获得4个边缘脉冲信号, 若计数器是对这样的边缘脉冲计数,则将使光栅计数分辨率(精度)提高四倍。
例如,采用50线光栅传感器,经过4倍频电路示,计数分辨率将变成:1/50X1/4二5 u叽TP1TP2o fc=± -------------- t10 ・ H 01 00 10光栅左移时图3-3光栅传感器输出方波五.实验方法与步骤1、按实验要求接线:光栅实验模块和细分计数板的电源接直流稳压电源输出,电源置±12 V档,螺旋测微仪与指示光栅固定,起始位置置Omm处。
2、光栅输出端了接细分计数板,细分计数板A (TP1)、B (TP2)端分别接示波器。
3、检查接线是否正确,打开电源开关。
4、旋转螺旋测微仪使指示光栅产生一定量的位移,观察细分计数板的C(TP3)、D(TP4)端的边缘脉冲输出结果,填入下表。
5、按细分计数板清零键,将当前显示值清为0.000状态。
六.实验报告内容与要求I.填写实验数据表格。
七. 思考1.分析光栅的光学放大原理2.分析细分原理实验四面阵CCD电荷耦合器件应用实验——线径测量实验目的1.了解电荷耦合器件测径系统的结构与工作特性。
2.学会线径测试仪的使用。
二・实验内容1. CCD线径仪的使用。
三.实验设备及仪器1.成像传感器及电了处理模块。
2.成像光学系统。
3.照明光源。
4.螺旋测微仪。
5.测量仪支架。
6.机械调节器。
7.电源适配器。
&USB接1 1线。
9.玄流稳压源。
10.测量软件。
11.计算机。
・实验线路及原理光源从一端发射,照到被测量物体,通过光学系统在另一端成像(成像的精度由光学系统控制,即调焦)。
由于齐物体在成像端的像与该被测物体的真实尺寸具有一定的比例,经过标准件的测量,得出相应的比例因了,这样通过计算就能测出被测量物体的尺寸。
五.实验方法与步骤1、CCD测量仪主要在底朋两端分别支起光源支架和传感器支架,光源支架上安装有电源适配器和光源廉,传感器支架上安装有传感器盒和调焦环,并通过遮光筒将光源丿來和调焦环联结起来。
其具体结构参见图4・1图4・1 CCD线径仪结构图2、电源适配器接±12V岚流电源,用USB线连接测径仪和计算机。
3、开启计算机测量稈序。
4、按“定标”按钮,在侧量窗口插入标准具,调報调焦环至清晰成像。
5、输入标准具的标称量;取出标准具。
6、按“开始”按钮,在测量窗口插入待测物件,调焦至清晰成像。
7、按“粋停”按钮使测量窗口显示静止,读取测量数据。
X、按“继续”按钮恢复测量窗口的动态显示;按“结束”按钮可以退出。
9、选择多个样品,分别用螺旋测微仪和CCD线径仪进行测最。
六.实验报告内容与要求1.根据所选样品,分别测量,记录结果数据,计算误差。
七•思考1.光学调焦的CCD线径仪的精度如何?实验五光电二极管、三极管特性实验一. 实验目的1.T解光电二极管光电特性、伏安特性。
2.了解光电三极管光电特性,当光电管的工作偏压一定时,光电管输出光电流与入射光的照度(或通景)的关系。
二. 实验内容1.分别测试光电二极管、三极管的光电特性和伏安特性。
2.比较两种器件的相同点和区别。
三. 实验设备及仪器1.光电二极管。
2.光电二极管变换单元。
3.电压表。
4.光电三极管。
5.光电三极管变换单元。
四. 注意事项1.为使实验肓观,该实验没有在封闭的黑盒屮进行,所以具有一定的外界因素干扰,实验时请注意不要使正面干扰光较大,同时注意人员移动时的影响。
2・因光电二极管产生的光电流比较小,为便于读数,所以采用I/V变换器将光电流Iu 转换成电压,其关系为:Iu=IV/R t l五・实验线路及原理光电二极管是一种典型的光伏器件,用高阻P型硅作为基片,表面掺杂生长一层极薄的N型层(大约lum),从而形成一很浅的表面PN结,而空间电荷区较宽,所以保证大部图5・1光电二极管测量电路分光了能够入射到耗尽层内。
由光了激发的电了■空穴对在反向偏置电压V BB作用下形成二极管的反向光电流。
此光电流通过外加负载R L F?产生电压信号输岀。
*12V电压表图⑹图5-2光电三极管测量电路光电三极管是一种光生伏特器件,用高阻P型硅作为基片,然后在基片表面进行掺杂形成PN结。
N区扩散得很浅为lum左右,而空间电荷区(即耗尽层)较宽,所以保证了大部分光了入射到耗尽层内。
光了入射到耗层内被吸收而激发电了•空穴对,电了■空穴对在外加反向偏置电压V BB作用下,空穴流向正极,形成了三极管的反向电流即光电流。