光电检测实验指导书

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1、光电检测实验指导书光电检测实验指导书东华理工大学核工程技术学院测控技术及仪器实验一光源和光的波长实验一、实验目的通过实验是学生对光源，光源分光原理、光的不同波长等基础概念有具体认识。二、基木原理本实验中备有普通光源和激光光源。普通光源（白炽灯）光谱为连续（白炽灯的另一个特性使做灯丝的钩冇正阻特性，工作时的热点阻远大于冷态时的电阻，在灯的启动瞬间有较大的电流）光谱。利用分光三棱镜后，可以提供红色，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630纳米的红色光（激光特性：1。单色光2。方向性3。相干性等）。三、用器件与单元主机、普

2、通光源、分光装置（三棱镜）、半导体激光器。四、实验步骤1.根据图1-1进行组装和接线，用实验线将主机中AC12V交流电源输岀与普通光源相连接。合上主机的总开关。1.松开中光源或三棱镜的升降固定螺丝，调节高度使光束对准三棱镜，转动三棱镜座使三棱镜毛血在后面，二个工作血（光烦）的棱在前面。然后调节涡杆角度使折射的投射面（狭缝端盖）上出现清晰的光谱。如果不清晰可轻微旋转光源罩（灯丝方向）和松开升降杆固定螺丝转动一个角度（光束方向）使光束丢准三棱镜的工作面（要点：光束对准棱镜工作面、灯丝方向）。2.关闭主机总电源开关。将图「1中的普通光源取下，换上半导体激光源，

3、降级光源相应连接（注意颜色-极性）。打开主机总电源开关，根据步骤2调节观察投射面现象（单色性）。五、思考题1.解释实验现象。2.半导体激光器的特性有哪些？半导体激光器的发射角一般为5。〜10o,你如何利用实验装置和直尺完成最简单的发散角测量实验方法。图1J分光实验实验二光敏电阻实验一、实验目的了解光敏电阻的光照特性、光谱特性和伏安特性等基本特性。二、基本原理在光线的作用下，电子吸收光子的能量从键合状态过度到自由状态,引起电导率的变化，这种现象成为光电导效应。光电导效应是半导体材料的一种体效应。光照愈强，器件自身的电阻愈小。基于这种效应的光电器件称光敏电阻

4、。光敏电阻无极性，其工作特性与入射光强、波长和外加电压有关。三、需用器件与单元主机、安装架、发光二极管光源、光敏电阻探头、光照度计及探头、分光装置。四、实验步骤1.亮电阻和暗电阻测量1）图2—1是光敏电阻实验原理图图2-1光敏器件实验原理图2）按图2-2光照度实验安装接线。将照度计探头与主机小面板上照度计显示表Vi口相连接。将图2—2中的光敏元件的探头换成照度计探头。打开主机电源，然后，顺时针慢慢调节0〜20mA可调节电流源旋纽，使照度计显示为lOOLXo3）撤下照度计探头，换上光敏电阻探头及电路（图2・2）。顺吋针慢慢调节0~5V可调节电源,使电压表显

5、示5V（如调不到5V则Vcc改接0-15V可调节电压）。图2-2光敏元件性能实验接线图4）在光敏电阻与电源之间用遮光筒连接，10秒钟后，读取电压表（量程为20V档）的值分别为亮电压U亮和亮电流I亮。5）将0〜20mA可调节电流源的调节旋钮逆时针慢慢旋到底，10秒钟后，读取电压表（量程为20V档）和电流表（量程为20uA档）的值分别为暗电压U暗和暗电流I暗。6）根据以下公式，计算亮阻和暗阻R亮=11亮/1亮；R暗=卩暗/1暗7）光敏电阻在不同的照度下有不同的亮阻和暗阻；在不同的工作电压下有不同的亮阻和暗阻。1.光照特性测量当光敏电阻的工作电压（Vcc）为+

6、5V时，光敏电阻的电流随光照强度的变化而变化，它们之间的关系是非线性的。改变光源电流的大小可得到不同的光照度值（实验方法同以上实验，照度计探头和光敏电阻探头交替使用），测得数据填入表2・1,并作出光电流与光照度I—Lx曲线图。图2-3光敏电阻光照特性实验曲线2.伏安特性测量在一定的光照强度下，光敏电阻的光电流随外加电压的变化而变化,实验时，在给定的光照强度为50Lx、lOOLx.150LX、时，图2・2改变光敏电阻的工作电压值AU=0.5V（由电压表检测），测得不同光照条件下流过光敏电阻的电流值，将数据填入表2・2,并做不同照度下的三条伏安特性曲线。图2

7、・4光敏电阻伏安特性3.光谱特性测量光敏电阻对不同波长的光，接受的光灵敏度是不一样的，这就是光敏电阻的光谱特性。实验时安装接线同图1-1（Vcc接主机5V电压源），光敏电阻前端盖换成狭缝端盖，旋动涡杆，观察对应各种颜色的光透过狭缝时的电流值并记录数据填入下表2・3。五、思考题：为什么测光敏电阻亮阻和暗阻要经过10秒钟后读数，这是光明电阻的缺点，只能应用于什么状态？实验三光敏二极管的特性实验一、实验目的了解光敏二极管工作原理及光生伏特效应二、基本原理：当入射光子在本征半导体的p-n结及其附近产生电子■空穴对时，光生载流子受势垒区电场的作用，电子漂移到p区，

8、空穴漂移到n区。电子和空穴分别在n区和P区积累，两端便产牛电动势，这称为光牛伏特