《光電信息與技術實驗》課程教學大綱一、實驗類別：專業實驗課程學分：4二、實驗總學時：64三、應開實驗個數：實驗總學時為64時的個數必開實驗個數：0選開實驗個數：20四、適用專業：光信息科學與技術五、實驗成績評定方法：平時成績×60%+考試成績×40%，平時成績由操作情況與實驗報告成績綜合考慮，考試方式可單獨采用操作考試、筆試或撰寫小論文。六、實驗成績占課程總成績比例：100％七、實驗教材或自編指導書：《光電信息與技術實驗》（自編）八、實驗項目：實驗編號實驗項目名稱實驗類型實驗學時要求實驗一激光光束模式分析驗證性3選開實驗二電光調制綜合性6選開實驗三激光調腔技術綜合性4選開實驗四半導體泵浦固體激光器綜合實驗綜合性6選開實驗五激光全息照相驗證性6選開實驗六調制傳遞函數的測量和成像系統像質評價綜合性6選開實驗七空間濾波與θ調制綜合性6選開實驗八全息光柵的制作設計性6選開實驗九不規則面積的非接觸測量設計性6選開實驗十基于計算機聲卡的溫度測量設計性8選開實驗十一基于Labview平臺的光電檢測系統設計設計性8選開實驗十二光纖通信原理驗證性3選開實驗十三光纖熔接技術驗證性3選開實驗十四光纖傳感器及其應用綜合性6選開實驗十五CCD測量物體的外徑與位移綜合性6選開實驗十六光敏元件的特性及電機轉速測量綜合性6選開實驗十七光電探測器靈敏度及線性度研究綜合性6選開實驗十八光纖無源器件的特性與應用綜合性6選開實驗十九光纖放大器的設計設計性6選開實驗二十波長可調的光纖激光器設計與性能測試設計性6選開實驗一激光光束模式分析學時：3（一）實驗類型：驗證性（二）實驗目的：1．加深理解激光光束特性和模式分布。 2．掌握激光光束發散角的測量方法。（三）實驗內容：1．調整光路。2．觀察并測量激光的模式分布。3．測量激光光束發散角。（四）要求：選開（五）每組人數：2（六）主要儀器設備及配套數：激光光束分析儀、He-Ne激光器、半導體激光器2套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室實驗二電光調制學時：6（一）實驗類型：綜合性（二）實驗目的：1．掌握晶體電光調制的原理和實驗方法。2．觀察電光調制實驗現象，并測量電光晶體的參數。3．實現模擬信號光通訊。（三）實驗內容：1．測量晶體的調制曲線。2．測量晶體的半波電壓。3．模擬光通訊。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：電光調制實驗儀、示波器4套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室實驗三激光調腔技術學時：4（一）實驗類型：綜合性（二）實驗目的：1．了解激光原理和光學諧振腔的結構。2．掌握調節激光腔的操作方法。（三）實驗內容：1．用激光準直法調節各個光學元件同軸等高。2．調整腔鏡使激光器輸出激光。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：Las-1激光調腔實驗儀（包含He-Ne激光管1支，反射鏡若干、導軌1根、激光電源1臺、十字屏及支架、功率計及光探頭1臺、校準光源1個）2套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室實驗四半導體泵浦固體激光器綜合實驗學時：6（一）實驗類型：綜合性（二）實驗目的：掌握半導體泵浦固體激光器的工作原理和調試方法，學會測量閾值及功-功轉換效率，了解固體激光器倍頻的基本原理。（三）實驗內容：1．調試半導體泵浦固體激光器。2．測量閾值及功--功（泵浦光功率--輸出激光功率）轉換效率。3．研究腔長對閾值及功--功轉換效率的影響。4．在半導體激光泵浦的固體激光器實驗系統的基礎上，在激光諧振腔內插入KTP晶體，進行腔內倍頻，產生532nm的綠光輸出。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：半導體激光泵浦固體激光器及其倍頻和調Q實驗系統、示波器、光電探測器、光譜儀（OSA）2套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室實驗五激光全息照相學時：6（一）實驗類型：驗證性（二）實驗目的：1．掌握漫反射物體全息照相原理。2．能熟練地拍攝漫反射物體的三維全息圖。3．能熟練地再現全息圖虛像，觀察全息照相的特點。（三）實驗內容：1．檢查防震情況。2．調整光路。3．記錄——拍攝全息圖，暗室沖洗全息底片。4．再現。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：全息光路系統、曝光定時器、光學平臺（1.4×0.85m）、He-Ne激光器（7mw）6套。（七）所屬實驗室：光學實驗室實驗六調制傳遞函數的測量和成像系統像質評價學時：6（一）實驗類型：綜合性（二）實驗目的：1．了解傳遞函數測量的基本原理，掌握傳遞函數測量和成像質量評價的近似方法。2．通過對不同空間頻率的矩形光柵成像，測量透鏡的調制傳遞函數。（三）實驗內容：1．調整光路，將各部件固定到導軌上，調節目標板、待測透鏡、CCD同軸等高。2．用CCD在成像系統（或透鏡）的像平面接收，調節目標板的位置，使目標板在顯示器屏幕中得到相對清晰的放大像，測定像的歸一化調制度。3．測量不同空間頻率的矩形光柵的MTF值，繪制MTF—f曲線。4．觀察離焦對MTF的影響。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：光學傳遞函數的測量和成像系統像質評價系統、計算機4套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室實驗七空間濾波與θ調制學時：6（一）實驗類型：綜合性（二）實驗目的：1．掌握阿貝成像原理與空間濾波光學圖像處理的方法。2．掌握調制與顏色合成光學圖像處理的方法。（三）實驗內容：1．用He-Ne激光器作光源，搭建4F系統，調整光路，觀察網格物產生的頻譜圖。2．使用各種濾波器，觀察像平面上的結果并記錄下來。3．用溴鎢燈作白光源，搭建4F系統，放入θ調制板（圖像已經被一定角度的光柵所調制），在傅里葉焦平面上制作濾波器，實現假彩色編碼，得到彩色的輸出像。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：白光光學/數字圖像信息處理實驗系統、顯示器、He-Ne激光器、各種空間濾波器，θ調制板若干4套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室實驗八全息光柵的制作學時：6（一）實驗類型：設計性（二）實驗目的：掌握信息光學的實驗原理和實驗方法，了解全息光柵制作的實驗技術和測量光柵常數的方法。（三）實驗內容：1．根據任課教師給出的要求（如制作空間頻率為100l/mm或202．在全息平臺上搭建光路。3．拍攝全息光柵。4．暗室中進行顯影、定影。5．測量所拍光柵的空間頻率，與原先的設計要求進行比較。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：全息光路系統、曝光定時器、光學平臺（1.4×0.85m）、He-Ne激光器（7mw）6套。（七）所屬實驗室 ：光學實驗室實驗九不規則面積的非接觸測量學時：6（一）實驗類型：設計性（二）實驗目的：1．掌握視頻圖像采集的方法。2．掌握不規則面積非接觸測量的算法和編程。（三）實驗內容：1．正確安裝圖象卡并采集圖像。2．圖像處理。3．尺寸標定。4．計算待測樣品的面積。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：CCD攝像頭、被測目標（圓形測標）、視頻線、圖像采集卡、實驗軟件2套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室實驗十基于計算機聲卡的溫度測量學時：8（一）實驗類型：設計性（二）實驗目的：1．掌握用溫敏電阻測量溫度和用555定時器實現A/D轉化的方法。2．掌握利用聲卡采集信號的原理與方法以及采集、編程。3．練習焊接電路板。（三）實驗內容：1．利用溫度傳感器和555定時器設計和制作溫度測量電路。2．利用相關軟件（labview或matlab）實現聲卡的數據采集和處理。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：計算機聲卡、555定時器、溫控電阻4套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室實驗十一基于Labview平臺的光電檢測系統設計學時：8（一）實驗類型：設計性（二）實驗目的：了解光電檢測元件的應用，能夠制作簡單的光電檢測系統，通過軟件編程控制光電檢測系統的工作和采集。（三）實驗任務：制作光電檢測系統，學習labview軟件編程來控制光電檢測系統的各種動作和采集。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：光敏二極管、光敏電阻、電子線路板、數據采集卡4套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室實驗十二光纖通信原理學時：3（一）實驗類型：驗證性（二）實驗目的：1．掌握偽隨機碼換成CMI碼的線路編碼、解碼方法。2．了解數字、模擬光纖通信系統原理。（三）實驗內容：1．熟悉信號發生器輸出的各類時鐘信號。2．CMI碼型變換。3．光發射實驗。4．光接收實驗。5．電話光纖傳輸實驗。（四）要求：選開（五）每組人數：2（六）主要儀器設備及配套數：ZYE4301C型光纖通信原理實驗箱、20M示波器、電話機8套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室 實驗十三光纖熔接技術學時：3（一）實驗類型：驗證性（二）實驗目的： 1．掌握光纖熔接機的使用方法。 2．掌握光纖熔接的方法。（三）實驗內容：1．光纖端面處理。2．光功率測試及光纖調試。3．光纖焊接。4．焊點損耗計算。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：光纖熔接機、光功率計2套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室實驗十四光纖傳感器及其應用學時：6（一）實驗類型：綜合性（二）實驗目的：1．了解光纖傳感器測量位移、溫度、轉速等基本原理。2．掌握光纖傳感器測量位移、溫度、轉速的方法，能夠從示波器顯示出來的波形，判斷分析位移、溫度、轉速的變化情況。（三）實驗內容：1．CSY10G光電傳感系統——位移、溫度、轉速與振動測量。2．SGQ-4A型光纖傳感儀——溫度、位移測量。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：CSY10G光電傳感系統實驗儀、示波器、SGQ-4A型光纖傳感儀、GY-10型He-Ne激光器4套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室實驗十五CCD測量物體的外徑與位移學時：6（一）實驗類型：綜合性（二）實驗目的：1．了解圖像莫爾條紋的原理。2．掌握使用CCD用于測量外徑與位移的實驗方法。（三）實驗內容：1．觀察莫爾條紋上下移動與指示光柵位移方向的關系。2．調節CCD光圈及鏡頭與光柵距離，使條紋圖像盡量清晰，計數。3．測量光柵距離。4．調節位移平臺，仔細計算條紋移動數目。5．計算指示光柵的位移距離。6．保持CCD鏡頭與位移平臺距離不變，更換另一未知直徑的圓形目標，計算該目標的直徑。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：CSY10G光電傳感系統實驗儀、示波器4套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室實驗十六光敏元件的特性及電機轉速測量學時：6（一）實驗類型：綜合性（二）實驗目的：1．掌握光敏二極管、光電池、熱釋電探測器等光電元件的基本特性，了解其應用。2．掌握用光敏二極管測量電機轉速的原理與方法。（三）實驗內容：1．測量光電池的短路電流、開路電壓及光電流隨光照度的變化曲線。2．測量熱釋電探測器的輸出電壓與人體感應距離的關系曲線及與環境溫度的關系。3．用光電開關測量電機轉速。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：CSY10G光電傳感系統實驗儀、示波器4套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室實驗十七光電探測器靈敏度及線性度研究學時：6（一）實驗類型：綜合性（二）實驗目的：1．掌握光電探測器靈敏度和線性度的概念。2．掌握光電探測器（光敏電阻、光電池、光敏二極管）靈敏度和線性度的測量方法。（三）實驗內容：1．熟悉光敏電阻、光電池、光敏二極管的結構。2．了解并掌握光電探測器測量系統的基本結構。3．測量光電探測器的靈敏度和線性度，并繪制相應關系曲線。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：自制儀器2套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室實驗十八光纖無源器件的特性與應用 學時：6（一）實驗類型：綜合性 （二）實驗目的：對光無源器件的概念及相關性能指標有一個基本的了解，掌握光無源器件的基本測試方法和光學測量儀器的使用方法，為今后的實踐打下一個良好的基礎。（三）實驗內容：測量光纖耦合器、1310/1550波分復用器（WDM）以及隔離器的插入損耗、附加損耗、耦合器分光比、偏振相關損耗、方向性、WDM的隔離度、隔離器的隔離度等參數。（四）要求：選開（五）每組人數：4（六）主要儀器設備及配套數：光纖耦合器、波分復用器、隔離器、光譜儀（OSA）4套。（七）所屬實驗室：光電信息與技術實驗室 實驗十九光纖放大器的設計學時：6（一）實驗類型：設計性（二）實驗目的：1．了解光纖放大器的組成及特性。2．掌握光纖放大器設計方法。3．測量光纖放大器的主要參數。（三）實驗內容：1．設計1550nm的光纖放大器。2．測量放大器的光譜曲線及激光的性能參數。（四）要求：選開（五）每組人數：3（六）主要儀器設備及配套數：980nm激光器、980/1550WDM、耦合器、隔離器、光纖連接器、光譜儀（OSA）2套。（