光電器件和光電技術綜合實驗儀

一、產品介紹        

   光電器件和光電技術綜合實驗儀是針對高校關于導軌式光學實驗需求設計的一款實驗平臺。由光學導軌、數字儀表及電子元器件平臺、線/面陣CCD相機的原理與應用及數據采集輸入輸出端口和線/面陣CCD相機數據采集軟件等部分構成，平臺配備各種電源接口及0-200V 高壓可調電源和0-12V低壓可調電源，可為學生搭建各種實驗電路提供電源。學生能夠利用平臺自行搭建各種光學系統、光電傳感器的變換及處理電路，完成各種關于光電技術方面的應用開發設計，從各方面提高學生的動腦動手能力及創新意識，幫助高校培養光電技術人才。儀器外形尺寸：700mm*400mm*150mm

1、光學導軌

可利用導軌滑塊自行調節光學配件的距離，配合電子元器件搭建出幾何光學、物理光學、光電檢測與光電控制等系統，并與儀器內部的數據采集系統相結合完成各種實驗系統。

2、數字儀表、電子元器件平臺

光電器件和光電技術綜合實驗儀提供2塊數字電壓表，2塊數字電流表（四位半）和1塊自動更換量程的數字照度計，這些數字儀表可以應用在電路中進行各種電路參數的測量。此平臺還配備各種電阻、電容、可調電位器、二極管、三極管、集成運算放大器、光電耦合器件和現場可編程邏輯器件（CPLD）等。

3、線/面陣CCD相機的原理與應用及數據采集輸入輸出端口

平臺面板上安裝有線/面陣CCD相機的原理與應用及數據采集輸入/輸出端口，輸入端口與平臺內部的線陣CCD相機的數據采集卡與面陣CCD圖像傳感器的數據采集卡構成一整套數據采集系統，通過USB總線接入計算機，完成各種測量、振動、掃描及各種圖像采集與處理等功能軟件的開發與設計工作。輸出端口提供線/面陣相機的數字驅動信號及模擬輸出信號，學生可以通過示波器對這些信號進行觀察，從而了解線/面陣CCD的工作原理與應用，進而通過CPLD進行開發設計，提高學生動腦能力。

4、計算機功能軟件

平臺配備有各種功能軟件，包括線陣CCD尺寸測量、角度測量、位移測量、條碼識別、圖像掃描軟件，面陣CCD邊緣與輪廓檢測、物體的尺寸測量、圖像的點運算、圖像的幾何變換、圖像采集與參數設置、投影與差影圖像分析、圖像的濾波與增強、形態學處理、旋轉與縮放、顏色識別與變換等圖像處理軟件。不但提供DEMO演示軟件還提供SDK軟件開發包，供學生進行二次開發。

外形尺寸：700mm（長）×400mm（寬）×150mm（高）   重量：9.5 kg

二、教學目的

1、了解并掌握各種光學配件及其實驗的原理和應用；

2、了解并掌握各種光電傳感器的工作原理、變換電路、處理電路；

3、了解并掌握線陣CCD的原理及其應用；

4、了解并掌握面陣CCD的原理及其應用；

5、了解CPLD的應用開發技術；

6、培養學生動腦動手能力及創新意識；

三、實驗內容

在平臺配件的支持下能夠完成下述實驗內容：

光電傳感器件原理與特性的實驗

1、光源發光光譜特性實驗；

2、光源發光角度特性實驗；

3、光度輻射度參數測量的實驗；

4、光敏電阻特性參數及其測量；

5、光敏電阻伏安特性實驗；

6、光敏電阻的變換電路；

7、光敏電阻時間響應特性；

8、光電二極管光照靈敏度的測量；

9、光電二極管伏安特性的測量；

10、光電二極管時間響應特性的測量；

11、硅光電池在不同偏置狀態下的基本特性；

12、硅光電池在不同偏置狀態下的典型特性參數；

13、測量硅光電池在反向偏置下的時間響應；

14、PIN光電二極管特性實驗；

15、光電三極管光照靈敏度的測量；

16、光電三極管伏安特性的測量；

17、光電三極管時間響應的測量；

18、光電三極管光譜特性的測量；

19、光電耦合器電流傳輸比的測量；

20、光電耦合器件伏安特性的測量；

21、光電耦合器件時間相應的測量；

22、光電開關的應用實驗；

23、光電耦合器件的隔離特性的測量；

24、熱釋電器件基本原理實驗；

25、熱釋電器件光譜響應的測試實驗；

26、PSD位移傳感器特性參數的測量；

27、光電倍增管陽極暗電流Id的測量；

28、光電倍增管陽極光照靈敏度Sa的測量；

29、光電倍增管的靈敏度Sa與電源電壓Ubb的關系；

30、光電倍增管的電流增益G的測量；

31、四象限光電傳感特性實驗；

32、雪崩光電二極管（APD）特性實驗；

33、測量LED正向電壓；

34、測量LED反向電壓；

35、測量LED的正、反向工作電流；

36、測量發光光源中心軸空間角；

37、測量發光光源的半發光強度的角度；

38、測量發光光源中心軸與機械軸的偏差角；

39、測量LED的發光光譜；

40、測量LD半導體激光器的發光光譜；

41、太陽能電池實驗；

光電檢測技術實驗

1、線陣CCD原理與驅動實驗；

2、線陣CCD尺寸測量實驗；

3、線陣CCD角度測量實驗；

4、利用線陣CCD識別條形碼；

5、利用線陣CCD測量物體位置和振動；

6、利用線陣CCD進行物體掃描；

7、光柵與莫爾條紋實驗；

8、利用夫瑯和費衍射進行的測量；

9、面陣CCD原理與驅動實驗；

10、利用面陣CCD測量物體外形尺寸；

11、利用面陣CCD提取物體的邊緣與輪廓；

12、利用面陣CCD進行圖像采集與參數設置；

13、利用面陣CCD進行投影與差影圖像分析；

14、利用面陣CCD進行圖像的濾波與增強；

15、利用面陣CCD進行形態學處理；

16、利用面陣CCD進行物體的旋轉與縮放；

17、利用面陣CCD對顏色識別；

18、利用面陣CCD進行圖像信息的點運算；

19、利用面陣CCD進行圖像的幾何變換；

20、利用面陣CCD進行數據采集實驗；

現代光學實驗

1、用遠心照明光源測量薄凸透鏡的焦距；

2、位移法測量薄凸透鏡的焦距；

3、組裝顯微鏡系統；

4、組裝透射式幻燈機；

5、透鏡組節點、焦距的測量；

6、雙縫干涉原理與現象；

7、夫瑯和費單縫衍射原理與現象；

8、夫瑯和費圓孔衍射原理與現象；

9、利用夫瑯和費衍射測量細絲直徑；

10、菲涅耳單縫衍射原理與現象；

11、菲涅耳圓孔衍射原理與現象；

12、光的偏振實驗；

CPLD應用技術方面的實驗

1、編寫與設計時鐘邏輯電路實驗；

2、編寫與設計2160像元的線陣CCD驅動電路實驗；

3、編寫與設計線陣CCD二值化數據采集系統邏輯電路；

4、編寫與設計流水線上測量通過某一工位工件數量的系統；

備注：客戶自行配置計算機及示波器。