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一、課程性質

專業(yè)基礎課。

二、適用科學

儀器科學與技術、光學工程。

三、試卷結構

基礎知識占60％，應用能力占40％。

四、參考書目

教材：徐熙平、張寧編著，光電檢測技術及應用，機械工業(yè)出版社，2012

參考：雷玉堂主編，光電檢測技術，中國計量出版社，2009

王慶有主編，光電傳感應用技術，機械工業(yè)出版社，2011

五、考試內容與基本要求

第一章緒論

[考試要求]光電檢測技術及特點、光電檢測系統(tǒng)的組成。

[考試內容]光電檢測技術、光電檢測系統(tǒng)的組成。

第二章光電效應

[考試要求]半導體的物理基礎，半導體對光的吸收，各類光電效應概念。

[考試內容]半導體物理基礎：半導體特性、能帶、半導體導電結構、載流子的運動，PN結、半導體對光的吸收；

內光電效應：光電導效應、光生伏特效應；

外光電效應。

第三章光電檢測器件

[考試要求]光電導器件、光生伏特器件、光電發(fā)射器件、熱輻射探測器件、熱釋電器件、光電耦合器件和圖像傳感器件等各種光電傳感器的結構、工作原理、特性參數和使用方法，關鍵參數計算等。

[考試內容]光電導器件：光敏電阻；

光生伏特器件：光敏二極管、硅光電池、光敏晶體管、光電位置敏感器件；

光電發(fā)射器件：光電倍增管；

熱輻射探測器件：熱敏電阻、熱電偶、熱電堆；

熱釋電器件：工作原理，居里溫度，熱釋電器件優(yōu)點；

光耦合器件：定義、原理、如何用光耦合器件組成簡單的邏輯電路？

圖像傳感器：電荷耦合器件、CMOS圖像傳感器、紅外熱成像、圖像的增強與變像。

第四章半導體發(fā)光管與激光器

[考試要求]發(fā)光二極管、激光器等常用光源的工作原理、特性及其應用。

[考試內容]發(fā)光二極管：發(fā)光機理、應用；

半導體激光器：發(fā)光機理、結構；

幾種典型的激光器：氣體激光器、固體激光器結構。

第五章輻射信號檢測

[考試要求]輻射信號檢測的方法，如直接檢測、光外差檢測、基于幾何光學方法的光電信息變換檢測、溫度檢測、莫爾條紋檢測，并結合實際舉例說明了如何使用調制盤檢測、投影放大法、光三角法、光掃描法、光焦點法等進行長、寬尺寸測量的原理、結構，典型信號檢測的優(yōu)缺點。

[考試內容]直接探測法：光學系統(tǒng)、調制盤；

光外差探測法：探測原理、光外差探測的特性；

幾何光學方法的光電信息變換：長、寬、位移、速度；

莫爾條紋特點及特性參數計算。

第六章光電檢測系統(tǒng)典型電路

[考試要求]常用的光電傳感器如光敏電阻、光敏二極管、CCD電荷耦合器件等對應的典型電路，并舉例說明了使用可編程邏輯器件進行CCD驅動的方法，視頻信號的二值化處理方法，光電信號常用的辨向處理和細分電路。

[考試內容]光敏電阻的變換電路：基本偏置、恒流電路、恒壓電路；

光生伏特器件的偏置電路：反偏、零偏；

CCD器件驅動電路：驅動電路時序方法、可編程器件產生驅動時序；

視頻信號二值化處理電路：閾值法、微分法；

常用的光電信號辨向處理與細分電路。

第七章光學相關檢測

[考試要求]光學相關探測的基本概念和應用、光學相關探測器的原理。

[考試內容]光學相關探測的基本概念、光學相關探測原理。

第八章外形尺寸檢測

[考試要求]光電檢測技術在外形尺寸檢測方面的應用。

[考試內容]模擬變換檢測法；

光電掃描檢測法：光學掃描法、電掃描法；

CCD自掃描檢測法。

第九章位移量檢測

[考試要求]光電檢測技術在位移量檢測方面的應用、設計。

[考試內容]激光干涉位移檢測：激光干涉原理、激光干涉儀；

光柵線位移檢測：光柵尺、光源和光強調制、前置放大器；

光柵角位移檢測：編碼器、讀數和細分、狹縫及光電信號、編碼器誤差；

軸向位移測量；

激光測距：脈沖法、相位法測量原理、精度設計。

第十章外觀檢測

[考試要求]光電檢測技術在外觀檢測方面的應用。

[考試內容]外觀檢測的方式和原理：反射式與透射式外觀檢測、正反射式與非正反射式檢測、掃描方式；

光電變換器：疵病信號、光源選擇；

信號處理及檢測裝置：通量式疵病信號的處理方法、檢測裝置；

表面粗糙度檢測：激光外差法檢測粗糙度原理；

內表面疵病檢測：管道內表面疵病檢測系統(tǒng)組成、工作原理與特點。

第十一章光纖傳感測量

[考試要求]光導纖維的基本知識以及光纖傳感器的原理和應用。確定度和擴展不確定度的求取方法；掌握正確表示測量結果的方式。

[考試內容]光導纖維的基本知識：光纖傳光原理、光纖分類、光纖的基本特性；

光纖傳感器原理及應用：光纖傳感器分類與特點。

第十二章光電檢測技術的綜合應用

[考試要求]光電檢測技術的綜合應用，如光電多功能二維自動檢測系統(tǒng)、曲臂光電綜合測量系統(tǒng)、飛輪齒圈總成圓跳動非接觸檢測系統(tǒng)、管道直線度光電檢測系統(tǒng)。

[考試內容]會運用所學知識進行簡單的光電檢測系統(tǒng)設計。