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：Photoelectric Device & 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： 学时 分数： 3 学分 学时数具体分配：

教 学 内 容 第一章 绪论 讲授 实验/实践 合 计 2 2 第二章 光电器件的物理基础 第三章 光电控制器件 第四章 热电探测器件 第五章 光电成像器件 第六章 发光器件与光控器件 第七章 光电检测电路的设计 第八章 非相干光光电信号的变换方案 第九章 相干光光电信号的变换方法 第十章 光电技术的典型应用 合 计 （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

6 6 4 6 6 6 8 6 4 6 6 4 6 6 6 8 6 4 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， 《光电子技术基础》， 朱京平， 《光电子技术基础》， 彭江德等， 《光电子技术》， 潘英俊、邹建，《光电技术》， 王庆有，

机械工业出版社，科学出版社， 清华大学出版社，重庆大学出版社，电子工业出版社 1992 2003 1988 2000 2005