光电技术
2万+ 人选课
更新日期:2025/06/03
开课时间2025/02/24 - 2025/06/30
课程周期18 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

在当今科技创新的璀璨星河中,光电技术始终是最具活力和创新性的领域之一,宛如一颗耀眼的明珠散发着无尽的光芒与魅力。光电技术作为信息化时代的一项关键支撑技术,已渗透到了现代科技、经济、军事、文化、医学等领域的各个方面,从探究遥远星球的探测器到发射的各类卫星、从关乎国家安全的国防装备到与生命健康息息相关的医疗设备,再到日常生活中的家用电器……

以光电技术为支撑的光电子产业是当今世界各国争相发展的支柱产业,是竞争激烈、发展最快的信息技术产业的主力军。目前,随着光电技术迅速发展,半导体激光器、几千万像素的固体图像传感器、特殊光电探测器、LED、太阳能电池、液晶显示等在工业与民用领域随处可见,红外成像技术也已广泛应用于军事和工业领域。今后,光电技术在国民经济和国防工业的各个领域中仍将发挥着不可替代的作用。

光电技术作为高等院校光电信息科学与工程、应用物理、测控技术与仪器、电子科学与技术、电子信息科学与技术等专业的一门专业基础课,课程所包含的内容是相关专业学生应具备的知识结构的重要组成部分。该课程特点一是涉及的知识面宽,他是以光电子学为基础,将光学技术、电子技术、精密机械及计算机技术紧密结合的新技术,是获取光子信息或借助光子提取其他信息的重要手段;二是应用需求明显,学科前沿更新快。

  课程以光电器件为主线,以学生为中心,采用线上线下混合式教学,使学生理解光电器件原理、结构和特性,熟悉常用光电器件及应用,掌握光电器件偏置电路设计及信号处理方法;引导学生发挥“奇思妙想”,积极参与光电创新实践活动,达成光电信息系统应用、设计、分析和评价的高阶性。在教学过程中,穿插融入光电器件的发明及发展历程,并结合光电器件在“神舟”“天宫”“嫦娥”等各种航天设备以及“歼20”“武直19”“华为终端”等国防和民用装备中的应用案例,凸显课程的问题导向性、思想性、科学性和时代性,厚植家国情怀,激发使命担当。课程以价值引领实现学生知识掌握、能力提高和素质养成的教学目的。

课程大纲
绪论
0.1 绪论-光电技术研究内容与光电系统
0.2 绪论-光电技术应用与发展趋势
辐射度学与光度学基础
1.1 电磁辐射
1.2 辐射度学的基本物理量
1.3 光度学基础
1.4 辐射度学与光度学几个基本定律
1.5.1 光源的基本特性参数
1.5.2 热辐射光源
1.5.3 气体放电光源
1.5.4 激光器
1.5.5 发光二极管
光电探测器理论基础
2.1 半导体物理基础
2.2光电效应
2.3 光电探测器的噪声
2.4 光电探测器的特性参数
光电导探测器
3.1 光电导探测器的原理与结构
3.2 光敏电阻的基本特性参数
3.3 典型光敏电阻
3.4 光敏电阻偏置电路
3.5 光敏电阻的应用实例
光伏探测器
4.1 硅光电池
4.2 硅光敏二极管
4.3 硅光敏晶体管
4.4 PIN光电二极管
4.5 雪崩光电二极管
4.6 色敏探测器
4.7 位置敏感探测器
4.8 象限探测器
光电子发射探测器
5.1 光电阴极
5.2 光电倍增管工作原理与结构
5.3 光电倍增管的主要特性参数
5.4 光电倍增管工作电路
5.5 光电倍增管应用
热探测器
6.1 热探测器的基本原理
6.2 热电偶与热电堆探测器
6.3 热敏电阻探测器
6.4 热释电探测器
光电图像探测器
7.1 像管
7.2 真空摄像管
7.3 电荷耦合器件
7.4 CMOS图像传感器
光学信息变换
8.1 几何光学方法的光学信息变换
8.2 物理光学方法的光学信息变换
8.3 时变光信息的调制
微弱光电信号的探测与处理
9.1 直接探测与 外差探测
9.2 放大器的噪声模型
9.3 放大器的等效输入噪声
9.4 噪声系数
9.5 最佳源电阻
9.6 低噪声前置运放的选用与设计原则
光电检测系统专题
10.1 用于三维复合精细成像的双CCD交会测量
10.2 拉曼时域分布式光纤测温系统
10.3 布里渊时域分布式光纤传感系统
10.4 基于位置敏感探测器的微弱光电流检测系统
10.5 基于四象限探测器光电系统的光斑中心定位算法
10.6 光电系统中矢量光束的调控及应用