5光电子综合实验

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1、目录光电子技术综合实验平台简介……………………………………………………………1实验一光源的波长测试与单色性测量实验……………………………………………5实验二光照度与光辐射通量测量……………………………………………………7实验三He-Ne激光器光强分布及光束发散角测量实验………………………………11实验四半导体激光器LD特性参数的测量……………………………………………14实验五光纤图象传输实验………………………………………………………………17实验六光电倍增管PMT实验……………………………………………………………21实验七透

2、射式光开关实验………………………………………………………………28实验八反射式光电开关实验……………………………………………………………29实验九红外光电报警实验………………………………………………………………30实验十红外热释电探测器实验…………………………………………………………31实验十一PIN光电探测原理与光功率测量实验………………………………………33实验十二CCD原理及驱动实验…………………………………………………………37说明：实验一、三需另配单色仪、He－Ne激光器。·39·1、光电子综合实验平台简介一、光电

3、子综合实验平台主要包括三个部分：1、光电子综合实验箱:主要完成功能（1）电光变换为光源提供工作电压或电流；（2）光电变换或光电检测及光电信号的处理功能。2、光学导轨及滑块：导轨主要用于光学对准、光束准直；导轨上的滑块：用于调整光源及光束的位置；3、配套的附件：如光源、光探测器等二、实验箱配置的模块：①恒流、电压测量模块：该模块提供实验箱所需的（1）可调恒流源，其输出电流范围：0-100mA，从恒流源+和-两个输出端子输出，调节“电流调节旋纽”可改变其输出电流大小。（2）数显电压，其量程为2000V，主要用于测量光电倍增PMT

4、的工作电压。②数显电流模块：该模块提供实验箱所需的微电流计。微电流计分为两个量程20μA和2μA，电流从TP1、TP2两个端子输入。可用于PMT的暗电流测试，最大测试电流20μA。·39·①光功率模块：该模块提供（1）高性能的PIN（图中U405）光检测器一只，完成光电变换、其光谱响应范围为800-1600nm，位于不可见的红外波段，其功能是将光功率转换为电流输出。（2）4个数码显示管及配套的AD转换电路，可以显示从输入测试点INPUT输入的电压信号。（3）I-V转换电路，弱光信号经PIN光检测器输出的电流通过I-V转换电路

5、，变成电压，同时放大后输出。该模块可用于学生自行设计如：简易光功率计的设计等，由于PIN输出的很微弱的电流信号，模块中已经将电流信号进行了放大，并转成了电压信号从测试点TP1输出。测试点INPUT为数字显示的模拟输入端口，只要将待测量送入该端口，数码管就显示出测试量的大小。模块中自动将模拟量进行AD转换，并经过驱动电路送数码管显示。②光发送与接受模块：完成光源半导体LED特性实验、P-I特性及调制实验；如配有摄像头和监视器可进行图像光纤传输实验。·39·该模块可用于学生自行设计：图像电视信号的光纤传输设计等，配有模拟光发送机

6、和模拟光接收机。只需配一个摄像头和一个监视器就行。①光电报警模块：提供给学生自主实验，通过连线可完成红外传感、光电报警等实验。该模块提供（1）宽度可调的窄脉冲发生器，用于光源调制产生窄脉冲光，宽度调节可通过连线选择不同的电阻和电容来实现，其实现电路为图中555及外围电路。（2）组合实验电路有：光发送电路和光接收电路，音频功率放大器（通过调节RP2改变增益），反向放大器（通过调节RP1改变增益），同向跟随器，音乐产生电路。学生可根据理论知识灵活连接电路器件完成实验。②光电开关模块：该模块完成反射式与透射式光电开关原理实验；自锁

7、开关K0是透射式和反射式选择开关，按下选择透射式工作，抬起选择反射式工作；K1是将透射式和反射式信号送入下级，按下状态送投射式信号，抬起状态送反射式信号；K2·39·是喇叭静音选择，按下为给扬声器或喇叭加电，喇叭发声，抬起切断喇叭，电源喇叭无声。⑦CCD驱动模块：该模块完成CCD驱动原理、积分信号、转移脉冲、光电变换实验。该模块可用于学生自行设计如：CCD信号的数据与处理采集，模块中已配有12位高精度的AD转换芯片、CPU主控系统和标准的串口。上面的RS232接口为信号接口，用于给CCD加电及产生工作时序SH（积分脉冲）、R

8、S（复位脉冲）、F1（正向转移脉冲）、F2（反向转移脉冲）。下面的串行RS232接口为CCD输出的电信号送PC处理，通过配套软件测量并显示。实验一光源波长测量与单色性测量实验·39·一、实验目的1、熟习光电系统工程中的常见光源；2、掌握几种主要的光源的特性：如宽谱光源卤钨灯、单色性好的He