《实验课程参考格式》课程教学大纲（本科）

1、实验课程教学大纲参考格式光电子综合实验（Optoelectronic Comprehensive Experiment）课程代码：03410115学分：2学时：30先修课程：激光原理与器件、光电子技术、导波光学、光纤通信、数字电路、模拟 电路适用专业：光电信息科学与工程教材或实验指导书：光电子技术基础实验，周骏编著，北京：化学工业出版 社，2012年4月第一版；自编光电子器件制备与测试技术实验讲义一、课程性质光电子综合实验是光电信息科学与工程专业为本科生开设的一门重要专业课， 课程安排在第七学期。通过本实验的开设，训练学生掌握现代加工和测试的实验平台， 熟悉光电子器件的设计、加工和测试的基本方

2、法，培养学生从事光学工程研究和技术开 发的实验技能，使学生掌握光信号测试、光电子器件的光谱响应、传感信号的探测和微 光学器件制备技术。为今后从事光电技术方面的研究和开发工作打下一定的基础。同时 要求学生在实验过程中注重理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真、遵守纪律 的工作态度，团结协作的精神和爱护公物的优良品德。二 课程任务（一）知识方面本课程为光电信息科学与工程专业的专业课，共分为十个实验，内容涵盖光刻技术 和光波导器件的参数测量；光电子器件的测试技术；光谱探测技术；光纤的切割、熔接 等四部分内容。涉及高精度加工、测量设备和测试软件的使用等，使学生逐步掌握有关 光电子器件工作的基本原理

3、、性能和应用，在获取知识的同时，培养学生定性分析与定 量计算的能力，独立获取知识的能力，理论联系实际的能力，提升其科学技术应用的整 体素养，为今后的科研和工作打下基础。（二）能力与素质方面1、能够通过阅读实验教材或实验讲义资料，作好实验前的准备;2、掌握高精度加工、测量设备和测试软件的使用能力；3、掌握测量误差的分析能力，能够正确记录实验数据，初步掌握列表、绘图等方法处 理实验数据；4、实验结果的正确表述和综合分析能力；5、通过实验培养学生的实验设计能力、创新意识和创新能力，满足培养“高素质的应 用型人才”的需要。（三）对毕业要求的支撑性本课程支撑专业培养计划中毕业毕业要求4：毕业要求4-1.

4、能够对光电信息科学与工程相关的各类物理现象、光电特性进行研究和 实验验证，对指标点支撑度等级为L （低）；毕业要求4-2.指标点4-2.能够基于科学原理并采用科学方法对光电信息系统的结构、 器件、装置、系统制定实验方案，对指标点支撑度等级为L （低）；毕业要求4-3.能够对实验结果进行分析和解释,并通过信息综合得到合理有效的结论, 对指标点支撑度等级为L （低）；三、本课程开设的实验项目编号实验项目名称学时类型要求备注1光纤的处理、切割与熔接实 验3综合必做2URE-2000/17型紫外光刻机 的使用3综合必做3棱镜耦合法测薄膜厚度和折 射率3综合必做4波导传输损耗的测量实验3综合必做5光敏二

5、极管的特性实验3综合必做6晶体电光调制实验3综合必做7硅光电池实验3综合必做8LD/LED光源特性实验3综合必做9光学多道分析器实验3综合必做10利用线阵CCD进行物体外形3综合必做尺寸测量注：1 .类型：指验证性、综合性、设计性等;2.要求：指必做、选做。实验一光纤的处理、切割与熔接实验1、实验内容1)、熟悉熔接机的结构和使用方法；2)、制作光纤端面；3)、光纤的熔接工作；2、基本要求1)、掌握光纤熔接机的性能及使用方法；2)、掌握光纤的剥离技巧；3)、能用光纤熔接机将两根光纤准确地对准、正确的熔接。 实验二URE-2000/17型紫外光刻机的使用1、实验内容1)熟悉URE-2000/17型

6、紫外光刻机的结构和使用方法2)、光刻机掌握操作步骤(1)开机准备(2)开机(3)上片(4)调平(5)曝光时间设定(6)显微镜对准调节(7)关机2、基本要求1)、了解URE-2000/17型紫外光刻机的结构2)、掌握URE-2000/17型紫外光刻机的使用；3)、学习和掌握紫外线接触曝光光刻法的原理和工艺流程 实验三棱镜耦合法测薄膜厚度和折射率1、实验内容.有效折射率测量(1)棱镜底角的测量缥.(2)光束在棱镜入射面上的自准。使入射光线在棱镜入射面上的反射光严格与小孔 重合，确定出入射光束的初始入射角内。(3)点击光波导参数测量仪的计算机工作界面上“选项”菜单按钮，确定计算机设 定的步进电机的细

7、分数与步进电机控制箱的细分数一致。(4)启动步进马达进行角度扫描。在计算机工作界面上，按“反向”或“正向”菜 单按钮，开始m-line曲线扫描，得到ATR谱线。(5)在ATR谱上测定相邻三个导模的同步角。按鼠标右键，出现大的十字叉丝，在计算机工作界面的右侧“光标位置”显示匡读出十字叉丝对应的角度位置。(6)计算出相邻三个导模的传播常数。.将相邻三个导模的传播常数代入模式色散方程，求解薄膜的厚度和折射率2、基本要求1) 了解光波导结构，学习介质平板波导理论；2)掌握测量光波导有效折射率的方法；3)熟悉棱镜耦合激发导模的实验方法。实验四波导传输损耗的测量实验1、实验内容1)波导传输线的安排2)波导

8、传输线拍摄3)图像的定标4)图象噪声的消除5)传输损耗的计算2、基本要求1) 了解CCD数字成象法测量波导传输损耗的原理及实际的测量光路；2)掌握用于去除散粒噪声的中值滤波图象处理技术；3)通过传输曲线的拟合计算传输衰减系数。实验五光敏二极管的特性实验1、实验内容1)、光敏二极管光照特性测量；2)、光敏二极管伏安特性测量；2、基本要求掌握光敏二极管工作原理、光照特性、伏安特性和光谱响应特性。实验六 晶体电光调制实验1、实验内容1）观察晶体的会聚偏振光干涉图样和电光效应（1）用单轴晶体的锥光干涉图样的变化完成的。由于晶体的不均匀性，在检偏振片 后面的白屏上可看到一弱光点。（2）加上直流偏压时呈现

9、双轴晶体的锥光干涉图样，它说明单轴晶体在电场的作 用下变成了双轴晶体。（3）两个偏振片正交时和平行时干涉图样是互补的。（4）只改变直流偏压的大小时，干涉图样不旋转，只是双曲线分开的距离发生变 化。这一现象说明，外加电场只改变感应主轴方向的主折射率的大小，折射率椭球旋转 的角度与电场大小无关。2）测定锯酸锂晶体的透过率曲线（即TU曲线），求出半波电压Um再算出电光 系数丫22。3）光通讯的演示2、基本要求1）掌握晶体电光调制的原理和实验方法。2）学会用简单的实验装置测量晶体半波电压、电光常数的实验方法。会观察电 光效应所引起的晶体光学特性的变化和会聚偏振光的干涉现象。实验七硅光电池实验1、实验内

10、容1）硅光电池的光照特性实验；2）硅光电池的光谱特性实验。2、基本要求掌握硅光电池的光照特性和光谱特性，熟悉其应用实验八LD/LED光源特性实验1、实验内容1）将半导体激光器管壳正接到电流源2芯插座+“孔上，开启电流源，缓慢调节 电流旋纽，使工作电流由0mA逐渐增加到21mA,每隔3mA记录LD的光功率 值，并测试记录LD两端的电压值，绘制P-I曲线及V-I曲线。2）通过P-I曲线的线性部分作直线与横坐标相交，交点处的电流值即为激光器的 阈值电流3）开启温控器电源开关，设定提高温度值10,升高LD的工作温度，重复实验 步骤1,记录LD的P-I曲线和V-I曲线。比较在不同温度下，LD的特性曲线变

11、 化。4)开启LED的驱动电源，将LED正接到电流源2芯插座“+”孔上，缓慢调节电 流旋纽逐渐增加工作电流，使电流由0mA逐渐增加到30mA,每隔5mA记录 LED光功率值，并记录LED两端的电压值。绘制LED的P-I曲线及V-I曲线2、基本要求1)通过测量LD半导体激光器域值电流、LED发光二极管和LD半导体激光器 的输出功率一电流(P-D特性曲线和电压一电流(V-I)特性曲线，计算 阈值电流(Ith)o从而对LED发光二极管和LD半导体激光器工作特性有 个基本了解。了解温度(T)对阈值电流(1th)和光功率(P)的影响。实验九光学多道分析器实验1、实验内容1)谱线定标2)测量未知谱线3)数

12、据记录与处理2、基本要求了解OMA的组成及工作原理；2)学习使用0MA分析光谱的方法；了解计算机在数据采集、分析处理中的应用；4)分析可见光区的Hg灯光谱。实验十 利用线阵CCD进行物体外形尺寸测量实验内容(1)建立非接触测量物体外形尺寸的基本结构；(2)观测二值化处理过程中CCD的输出信号；(3)在进行二值化阈值电平安排的过程中，观察阈值电平的安排对测量值的影 响；(4)进行光学系统放大倍率的标定；(5)进行非接触测量被物体外形尺寸的测量；(6)通过改变有关参数，观察对测量值的影响，分析影响物体尺寸测量的主要 因素。2、基本要求通过本实验掌握利用线阵CCD进行非接触测量物体尺寸的基本原理和方

13、法，用 实例探讨影响测量范围、测量精度的主要因素，为今后设计提供重要依据。四、考核与评定（一）实验项目考核要求（说明对预习报告、实验操作、实验报告等考核要求）实验操作及报告：学生能正确使用实验中的设备仪器，理解实验原理，对实验 中的有关现象能分析，对实验结果分析有自己的见解。学生实验后应按时完成实验 总结报告。实验报告中要写出：实验名称，实验人姓名、专业、班级，实验目的， 实验仪器，实验原理，实验过程与步骤，实验数据及处理，实验结果分析，思考题 等。要求内容充实、图表齐全、数据处理正确、结构合理、书面整洁。考核方式：根据本学期要求做的实验个数和学生各项实验成绩的总分，计算出 每个学生的平均分数做为实验考核成绩。（二）实验课程成绩评定（说明实验课程成绩评定方法，平时实验与实验课程考试/答辩成绩的权重）考核形式考核结果考核权重实验报告五级制60%平时表现五级制40%五、大纲说明整个实验过程包括课前预习、课前讨论、实验操作、结果讨论、实验报告和思考等 环节。要求学生在实验前应认真阅读实验指导书，了解实验目的和实验原理，明确本次 实验中要测定什么量，最终要求什么量，特别需要注意大型设备的正确操作规范，注意 事项，并设计好记录数据表格（包含原始数据、中间计算数据及实验结果）等。在检查 完实验器材完整后，根据预习内容进行实验，认真分析实验现象，整理实验结果，填写 在实验报告相应位置处。老师检