光电信息科学与技术实验

第1章绪论

1.1实验教学的含义

1.2实验教学的重要性

1.3实验教学的目的和任务

1.4光电信息科学与技术实验的特点

1.5光电信息科学与技术实验的教学要求

第2章工具软件在实验数据处理中的应用

2.1传统的数据处理方法

1.1.1列表法

2.1.2作图法

2.1.3逐差法

2.1.4最小二乘法

2.2Excel在实验数据处理中的应用

2.2.1用Excel绘制表格与记录数据

2.2.2用Excel处理简单的实验数据并作图

2.2.3用Excel进行线性回归分析

2.3Origin软件在实验数据处理中的应用

2.3.1Origin软件的基本功能

2.3.2Origin软件处理数据的一般步骤

2.3.3Origin软件在实验数据处理中的应用举例

2.4MATLAB软件在实验数据处理中的应用

2.4.1MATLAB软件的特点

2.4.2MATLAB在实验数据处理中常用的几个函数

2.4.3MATLAB软件在实验数据处理中的应用举例

2.5Maple软件在实验数据处理中的应用

2.5.1Maple的结构

2.5.2Maple的输入输出方式

2.5.3Maple在处理直接测量数据时的操作

2.5.4Maple在处理间接测量数据时的操作

2.5.5Maple在线性回归与作图中的操作

2.5.6Maple在实验数据处理中的应用举例

2.6小结

第3章光电信息科学与技术实验基础知识

3.1光电信息科学与技术实验的基本操作

3.1.1零位调整

3.1.2水平调整

3.1.3视差消除

3.1.4共轴调整

3.1.5角度高度协调法

3.1.6先定性、后定量原则

3.2常用的光学元件与组合

3.2.1基本光学元件

3.2.2光学元件组合

3.3常用的机械部件

3.3.1光学平台

3.3.2光学调整架

3.4光电信息科学与技术实验中的常用光源

3.4.1热辐射光源

3.4.2气体放电光源

3.4.3发光二极管

3.4.4激光器

3.5常用光电探测器

3.5.1光电池

3.5.2光电二极管

3.5.3光敏电阻

3.6光学仪器的操作规范与常见问题处理

3.6.1操作规范

3.6.2常见问题与处理方法

3.7光学元件的清洁

3.7.1防范措施

3.7.2清洁程序

第4章基础光电实验

4.1薄透镜焦距的测量

4.2透镜组基点的测定

4.3杨氏双缝干涉

4.4验证马吕斯定律

4.5基于双棱镜干涉的光波波长测定

4.6基于劳埃德镜的微薄物体厚度测量

4.7电子元件的伏安特性测量

4.8PN结正向压降与温度关系研究

4.9等厚干涉及其应用

4.10霍尔效应及其应用

4.11低值电阻的阻值测量

4.12RC串联电路的暂态过程

4.13基于夫琅禾费衍射的实验测量

4.14干涉法测定空气折射率

4.15数字示波器的使用

4.16自组望远镜

4.17自组投影仪

4.18液晶电光效应

4.19分光计的调节和使用

4.20硅光电池及其特性

4.21光栅衍射

4.22像差系列实验

4.23光学显微镜的组装及放大率的测量

4.24景深及其影响参数的测量

第5章光电信息技术实验

5.1精密位移量的激光干涉测量方法

5.2HeNe激光器谐振腔的调整

5.3磁致旋光实验

5.4晶体的电光效应与电光调制实验

5.5全息照相实验

5.6光纤光学与半导体激光器电光特性实验

5.7音频信号的光纤传输实验

5.8阿贝成像和θ调制实验

5.9光纤信息技术系列实验

5.9.1光纤光学基本知识演示实验

5.9.2光纤与光源耦合方法实验

5.9.3多模光纤数值孔径及参数测量实验

5.9.4光纤传输损耗特性及参数测量实验

5.9.5光纤分束器特性及参数测量实验

5.9.6可调光衰减器特性及参数测量实验

5.9.7光纤隔离器特性及参数测量实验

5.9.8MachZehnder光纤干涉与温度及压力传感实验

5.10半导体激光端面泵浦固体激光实验

5.11太阳能电池特性研究实验

5.12光的偏振性实验

5.13组合式多功能光栅光谱仪实验

5.14CCD光谱仪的波长定标与滤光片透过率测量实验

5.15基于迈克耳逊和法布里珀罗两种干涉仪的系列实验

5.16基于衍射光强自动记录仪的系列实验

5.17振动及压电陶瓷特性实验

5.18微波光学综合实验

5.18.1认识微波分光仪

5.18.2微波的反射实验

5.18.3驻波法测量微波的波长

5.18.4用微波测量聚乙烯的折射率实验

5.18.5微波的偏振性测量实验

5.18.6微波的双缝干涉实验

5.18.7用劳埃德镜测量微波波长实验

5.18.8基于法布里珀罗干涉的微波波长测量实验

5.18.9基于迈克尔逊干涉的微波波长测量实验

5.18.10微波的纤维光学实验

5.18.11微波反射中布儒斯特角的测量实验

5.18.12微波的布喇格衍射实验

参考文献

高等教育，不但要求把基本知识传授给学生，更重要的是要培养学生的全面素质和综合能力，特别是综合运用各方面的知识解决实际问题的能力，而实验教学无疑是连接基本知识和专业技能之间的有效手段。

实验是自然科学的根本，是工程技术的基础，大量的重要发现源于对自然的观察和实验研究。光电信息科学与工程是实践性很强的专业，实验教学是加强该专业学生基本技能训练、培养学生严谨的科学态度、分析问题与解决问题的综合能力以及创新能力的重要环节，在塑造学生的专业特点方面占有十分重要的地位，在人才培养中起着关键作用。

光电信息科学与技术实验旨在培养学生掌握光电信息科学与技术的基础知识、基本实验技能、现代光学与光信息实验技术和研究方法，通过实验教学来提高学生的科学素养，培养学生的创新意识、创新精神、创新思维和创新能力。

为了在教学中进一步加强对学生实验技能的培养，提升学生的实验动手能力，我们在光电信息科学与工程专业多年实验室建设和实验教学的基础上，参阅了大量优秀实验教材，结合一些生产商所提供的实验仪器说明书，编写了这本实验教材，希望能对当前光电信息科学与工程专业比较薄弱的实验教学环节起促进作用。

本书共5章，第1章为绪论，介绍光电信息科学与技术实验在学生掌握光电信息科学与技术理论知识中的作用以及实验教学的意义；第2章为工具软件在实验数据处理中的应用，主要介绍了Origion、Excel、MATLAB、Maple等工具软件在光电信息科学与技术实验数据处理中的应用；第3章是光电信息科学与技术实验基础知识，主要介绍光电信息科学与技术实验的基本操作，常用光学部件、机械部件及其组合等，第4章是基础光电实验，主要介绍基础光电实验中常见的24个实验；第5章是光电信息技术实验，主要介绍与光电信息技术相关的18个实验项目。全书共收入42个实验项目，涉及基础光电技术、光电信息记录与技术、光电信息调制与技术、光电信息处理与技术以及光电精密测量五大块，综合了光电信息科学与技术的理论知识，采用光、机、电、算等手段，尽可能与工程应用相联系。每个实验包括实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理以及实验内容与步骤等，最后还附有与实验相关的思考题，以方便学生学习。书中各实验项目之间彼此独立，以便教师根据不同专业的学时要求和专业需求独立选择适当的实验项目。

本书由南京信息工程大学裴世鑫、崔芬萍主编，其中绪论、第1、2、3章和第5章由裴世鑫编写，第4章由崔芬萍编写；全书由裴世鑫统稿。在本书编写过程中，孙婷婷、顾芳、苏静、徐林华、赵立龙、武旭华、王俊锋、赵静、张仙玲、夏江涛等老师对本书的编写提出了很多宝贵的建议；肖韶荣教授、张成义教授、赖敏教授和陈玉林副教授对本书的编写给予了大力的指导和帮助；本书编写工作得到了南京信息工程大学教务处、南京信息工程大学滨江学院和南京信息工程大学物理与光电工程学院的大力支持，被列为“南京信息工程大学2015年度教材基金立项建设项目”和“南京信息工程大学滨江学院2015年度教材基金立项建设项目”，深表感谢。

本书可作为高等院校光学专业、光学仪器专业、光电信息科学与工程专业以及相关专业本科生实验教材。

由于编者水平有限，书中会有错误和不足之处，敬请广大读者批评指正，以便我们再版时修正。

裴世鑫2015年8月于南京

本书是针对光电信息科学与工程专业的人才培养要求而编写的专业实验课程教材。全书共5章，分别为绪论、工具软件在实验数据处理中的应用、光电信息科学与技术实验基础知识、基础光电实验和光电信息技术实验。全书共收入42个实验项目，涉及基础光电技术、光电信息技术,及光电精密测量三大块。书中实验综合了光电信息科学与技术的理论知识，采用光、机、电、算等手段，尽可能使其与工程应用相联系。每个实验项目包括实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理以及实验内容与步骤等内容，最后还附有与实验相关的思考题，以方便学生学习。本书可作为高等院校光电信息科学与工程专业的实验教材，也可作为电子与信息工程、物理学、应用物理学以及其他开设光电信息技术实验的本科生教材。

《光电信息科学与工程专业实验》是化学工业出版社出版图书。

光电信息科学与工程专业实验

• 出版社： 化学工业出版社

• ISBN：9787122380920

• 版次：1

• 商品编码：13111328

• 品牌：化学工业出版社

• 包装：平装

• 开本：16开

• 出版时间：2021-02-01

• 用纸：胶版纸

• 页数：211

• 正文语种：中文

内容简介

《光电信息科学与工程专业实验》主要介绍了现代光电检测技术、激光与光电子技术、光纤通信与传感技术、光信息存储与处理技术、光学系统与光学设计等相关实验，部分实验融入了全新的实验技术和方法，并介绍了相关实验的技术发展、新成果和展望，可满足不同层次学校光电信息科学与工程专业本科生及光学、光学工程方向硕士研究生的实验教学需要，具有较高的实用性。

《光电信息科学与工程专业实验》可作为高等学校光电信息科学与工程专业实验教材或参考书，也可作为光学或工学工程专业硕士研究生光电子学实验教材或参考书。

目前实验室具有各类光学仪器及实验装置50余套，总价值1000万，同时拥有学校各类实验室开放平台和共享资源，涵盖了激光通讯，光学材料的制备及检测，光信息处理、光学检测、光电传感技术、光谱分析等领域。十二五期间拟每年投入200万用于专业实验室建设。