光电器件与技术-教学大纲规范

《光电器件与技术》课程教学大纲一、《光电器件与技术》课程说明（一）课程代码：08131014（二）课程英文名称：PhotoelectricDevice&Technology（三）开课对象：应用物理学专业本科生（四）课程性质：光电器件与技术是应用物理学专业本科生的专业选修课。其预修课程有普通物理、激光原理、光电子学等。本课程的目的在于使学生了解典型光电器件的原理和特点，理解光度学中一些基本单位，掌握常用光电子器件的特性、结构和使用范围，为今后从事的工作打下基。（五）教学目的：通过本门课程的学习，使学生了解典型光电器件的原理和特点，理解光度学中一些基本单位，掌握常用光电子器件的特性、结构和使用范围，为今后从事的工作打下基础。（六）教学内容：光电技术是将传统光学与现代微电子技术、计算机技术紧密结合在一起的一门高新技术，是获取光信息或者借助光来获取其它信息的重要手段。目前光电技术已渗透到许多学科，并得到迅猛发展。本课程着重从工程技术应用的角度出发，阐述光电效应和各种光学现象，介绍了常用光源和光电探测器的结构、原理、重点叙述了光电二极管、光电池、PSD、CCD等器件的特性参数和使用范围。（七）学时数、学分数及学时数具体分配学时数：54学时分数：3学分学时数具体分配：教学内容讲授实验/实践合计第一章绪论22第二章光电器件的物理基础66第三章光电控制器件66第四章热电探测器件44第五章光电成像器件66第六章发光器件与光控器件66第七章光电检测电路的设计66第八章非相干光光电信号的变换方案88第九章相干光光电信号的变换方法66第十章光电技术的典型应用44合计5454（八）教学方式以课堂讲授为主要授课方式（九）考核方式和成绩记载说明考核方式为考试。严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40%，期末成绩占60%。二、讲授大纲与各章的基本要求第一章绪论教学要点：使学生了解光电技术的发展史，明确光电技术的应用，熟悉几种常见的光电器件。1.了解光电技术的发展史。2.明确光电技术的应用。教学时数：2学时教学内容：1.1光电技术的发展史及发展方向（了解）1.2光电技术的应用领域（领会）1.3几种常见的光电器件（识记）考核要求：第二章光电器件的物理基础教学要点：使学生了解光的本性和有关光度学知识；掌握半导体的基础知识和几种光效应。1.掌握光的本性。2.掌握光度学中的参数。3.了解半导体的基础知识。4.掌握光电导效应。5.掌握光伏效应。6.掌握光电发射效应。教学时数：6学时教学内容：第一节光的概念与亮度学中的参数第二节半导体的基础知识第三节光电导效应第四节光伏效应第五节光电发射效应考核要求：2.1光的概念与亮度学中的参数2.1.1光的本性（识记）2.1.2光的能量及量度单位（识记）2.1.3光强、光通量和照度的单位（识记）2.2半导体的基础知识2.2.1半导体工作特点（识记）2.3光电导效应2.3.1光电导效应基础理论（应用）2.3.2光电导效应应用（识记）2.4光伏效应2.4.1光伏效应基础理论（应用）2.4.2光伏效应的应用（识记）2.5光电发射效应2.5.1光发射效应的基础理论（应用）2.5.2光发射效应的应用（识记）第三章光电控制器件教学要点：使学生掌握几种光电器件的工作原理和性能。1.掌握真空光电管的工作原理及性能。2.掌握光电倍增管的工作原理及性能。3.掌握光电导器件的工作原理及性能。4.掌握光伏器件的工作原理及性能。教学时数：6学时教学内容第一节真空光电管第二节光电倍增管第三节光电导器件第四节光伏器件考核要求：6.1真空光电管6.1.1真空光电管的工作原理（应用）6.1.2真空光电管的性能（识记）6.1.3真空光电管有关参数的意义（领会）6.2光电倍增管6.2.1光电倍增管的工作原理（应用）6.2.2光电倍增管的性能（识记）6.2.3光电倍增管有关参数的意义（领会）6.3光电导器件6.3.1光电导器件的工作原理（应用）6.3.2光电导器件的性能（识记）6.3.3光电导器件有关参数的意义（领会）6.4光伏器件6.4.1光伏器件的工作原理（应用）6.4.2光伏器件的性能（识记）6.4.3光伏器件有关参数的意义（领会）第四章热电探测器件教学要点：使学生掌握热电探测器件的基本工作原理和常见的几种热探测器件的工作性能。1.掌握热探测器件的工作原理。2.掌握温差电偶与温差电堆的工作性能。3.掌握测辐射热计的工作性能。4.掌握高莱元件的工作性能。5.掌握热释电器件的工作性能。教学时数：4学时教学内容：第一节基本原理第二节温差电偶与温差电堆第三节测辐射热计第四节高莱元件第五节热释电器件考核要求：4.1基本原理4.1.1热探测器件的工作原理（应用）4.2温差电偶与温差电堆4.2.1温差电偶与温差电堆的构成（领会）4.2.2温差电偶与温差电堆的工作性能（识记）4.3测辐射热计4.3.1测辐射热计的结构（领会）4.3.2测辐射热计的工作性能（识记）4.4高莱元件4.4.1高莱元件的结构（领会）4.4.2高莱元件的工作性能（识记）4.5热释电器件4.5.1热释电器件的构成（领会）4.5.2热释电器件的工作原理（识记）第五章光电成像器件教学要点：使学生掌握光电成像器件的工作原理、性能和结构。1.光电管的结构及工作原理。2.摄像管的结构及工作原理。教学时数：6学时教学内容：第一节光电管第二节摄像管考核要求：5.1光电管5.1.1光电管的结构（识记）5.1.2光电管的工作原理（应用）5.1.3光电管的工作性能（领会）5.2摄像管5.2.1摄像管的结构（识记）5.2.2摄像管的工作原理（应用）5.2.3摄像管的工作性能（领会）第六章发光器件与光控器件教学要点：要求学生掌握发光器件与光控器件的工作原理及工作性能。1.掌握发光器件的工作原理及工作性能。2.掌握光控器件的工作原理及工作性能。教学时数：6学时教学内容：第一节发光器件第二节光控器件考核要求：6.1发光器件6.1.1发光器件的工作原理（应用）6.1.2发光器件的工作性能（识记）6.2光控器件6.2.1光控器件的工作原理（应用）6.2.2光控器件的工作性能（识记）第七章光电检测电路的设计教学要点：使学生掌握光电检测电路的设计1.掌握光电检测电路的静态设计。2.掌握光电检测电路的动态设计。3.掌握光电检测电路的噪声估计教学时数：6学时教学内容：第一节光电检测电路的静态设计第二节光电检测电路的动态设计第三节光电检测电路的噪声估计考核要求：7.1光电检测电路的静态设计7.1.1光电检测电路的静态设计思想（领会）7.1.2光电检测电路的静态设计方案（识记）7.2光电检测电路的动态设计7.2.1光电检测电路的动态设计思想（领会）7.2.2光电检测电路的动态设计方案（识记）7.3光电检测电路的噪声估计7.3.1光电检测电路的噪声来源（领会）7.3.2光电检测电路的噪声估计方法（应用）第八章非相干光光电信号的变换方案教学要点：使学生掌握时变光信号的测量方法，掌握时变光信号的调制与解调方法，熟悉简单光学目标的空间定位法，掌握光学图像的扫描法和几何参量的光电检测方法。1.掌握时变光信号的测量方法。2.掌握时变光信号的调制与解调方法。3.熟悉简单光学目标的空间定位法。4.掌握光学图像的扫描法和几何参量的光电检测方法。教学时数：8学时教学内容：第一节时变光信号的直接测量第二节时变光信号的调制与解调第三节简单光学目标的空间定位第四节光学图像的扫描第五节几何参量的光电检测考核要求：8.1时变光信号的直接测量8.1.1测量原理（应用）8.1.2测量方法（领会）8.2时变光信号的调制与解调8.2.1时变光信号的调制方法（领会）8.2.2时变光信号的解调方法（领会）8.3简单光学目标的空间定位8.3.1简单光学目标的空间定位法（应用）8.4光学图像的扫描8.4.1光学图像获得方法（领会）8.4.2光学图像的扫描方法（领会）8.5几何参量的光电检测8.5.1检测原理（应用）8.5.2检测方案（识记）第九章相干光光电信号的变换方法教学要点：要求学生理解相干光的概念，掌握相干光信息提取方法，掌握相干光相位和频率的调制与检测方法，掌握光学滤波器与隔离器的作用。1.掌握相干光信息提取方法。2.掌握相干光相位和频率的调制与检测方法。3.掌握光学滤波器与隔离器的作用。教学时数：6学时教学内容：第一节相干光的信息及相干探测第二节相干光的相位调制与检测第三节相干光的频率调制与检测第四节光学滤波器第五节光学隔离器考核要求：9.1相干光的信息及相干探测9.1.1相干光的概念（领会）9.1.2相干光信息提取方法（应用）9.1.3相干探测原理及方法（识记）9.2相干光的相位调制与检测9.2.1相干光的相位调制方法（应用）9.2.2相干光的相位检测技术（识记）9.3相干光的频率调制与检测9.3.1相干光的频率调制方法（应用）9.3.2相干光的频率检测技术（识记）9.4光学滤波器9.4.1光学滤波器的构造（领会）9.4.2光学滤波器的作用（识记）9.5光学隔离器9.5.1光学隔离器的构造（领会）9.5.2光学隔离器的作用（识记）第十章光电技术的典型应用教学要点：使学生了解光电技术的应用领域，掌握光电技术的几种典型应用。1.掌握弱光信号的检测仪器及检测方法。2.掌握视频图像的测量仪器和测量方法。3.了解光电技术在光纤通信中的应用。4.掌握光电转换和存储技术。教学时数：4学时教学内容：第一节弱光信号的检测第二节视频图像测量第三节光纤通信和传感第四节光电转换和存储考核要求：10.1弱光信号的检测10.1.1弱光信号的检测仪器（领会）10.1.2弱光信号的检测方法（应用）10.2视频图像测量10.2.1视频图像测量仪器（领会）10.2.2视频图像测量方法（识记）10.3光纤通信和传感10.3.1光纤通信器件（领会）10.3.2光纤传感的特点（识记）10.4光电转换和存储10.4.1光电转换技术（识记）10.4.2光电存储技术及应用（识记）三、推荐教材和参考书目《光电技术》，孙培懋，机械工业出版社，1992《光电子技术基础》，朱京平，科学出版社，2003《光电子技术基础》，彭江德等，清华大学出版社，1988《光电子技术》，潘英俊、邹建，重庆大学出版社，2000《光电技术》，王庆有，电子工业出版社2005