《光电传感器技术》教学大纲
大纲号：1131001 学分：2 学时：32 执笔人： 审订人： 课程性质：专业选修课
一、课程的地位与作用
本课程是电子信息科学类和物理学类专业的专业选修课程。学生通过本课程学习光电传感器技术的基本原理和传感器应用的基础知识，了解光电传感技术与现代科学技术成就的密切联系，以及光电传感器技术发展的新动向、新趋势。本课程与光电传感器技术实验相配合，培养学生掌握运用光电传感技术的基本能力，适应现代高新技术发展的要求。
开设本课程能够帮助学生系统性掌握光信息科学与技术的基础，也能帮助学生学会运用科学的思想方法来解决实际问题。学好本课程对学生以后的工作以及对新理论、新知识、新技术的进一步学习有重要影响。
二、课程的教学目标与基本要求
1. 教学目标
通过本课程的课堂教学、辅导答疑、考核等教学环节的实施，达到以下目标： （1）学习光电传感器的基本工作原理、主要技术性能特点；
（2）了解现代光电传感器技术发展的基本趋势，光电传感技术在高新技术领域中的典型应用；
（3）通过必修实验和课程设计的训练，获得比较完整的光电传感器基础知识。并能独立完成一项光电传感器应用设计作业。
2. 基本要求
（1） 本课程大纲内容要求在32学时内实施完成；
（2） 本课程本课程内容在第六学期开始实施，期终进行书面考试； （3） 要求学生课前要预习，认真听课，积极思考和参与讨论，课后广泛阅读参考文献。
三、主要内容 1 光电传感器概论 1.1 光电传感器的基本概念 1.1.1光电传感器概念 1.1.2光电传感器的分类和基本特性 1.2 传感器的一般模型 1.2.1△传感器的一般数学模型 1.2.2线性不变系统及传递函数 1.2.3△频率响应函数 1.2.4△脉冲响应函数 1.3 传感器的一般特性参数 1.3.1△线性度 1.3.2迟滞 1.3.3重复性 1.3.4阈值 1.3.5△灵敏度 1.3.6△分辩率 1.3.7传感器的标定 2.4.2热敏电阻 2．光电探测器 2.1 光电探测器原理及特性 2.1.1光电探测器种类 2.1.2光电探测器原理 2.1.3△★光电探测器特性参数 2.1.4△★光电探测器的噪声 2.2 外光电效应型光电探测器 2.2.1光电管 2.2.2光电倍增管 2.2.3微光通道板 2.3 内光电效应型光电探测器 2.3.1内光电效应原理 2.3.2△★光电导型光学探测器 2.3.3△★光伏效应型光探测器 2.3.4半导体光磁电红外探测器 2.4 热电型辐射探测器 2.4.1热电偶辐射探测器 3.6 光学探针技术 2.4.3热释电效应探测器 2.5 一维与二维光电探测器 2.5.1半导体光电探测器阵列基本原理 2.5.2光电二极管及光电三极管阵列探测器 2.5.3△电荷耦合器件及图像传感器 2.5.4△红外热像传感器 2.5.5△光电位置敏感器件 2.5.6像增强器 3光电信号检测技术 3.1 光波场参数及光参数调制技术 3.1.1光波场的主要参数与特性 3.1.2△幅度调制技术 3.1.3△相位调制技术 3.1.4偏振调制 3.2 光波强度信号的直接检测技术 3.2.1光源的稳定性及本底光噪声的消除 3.2.2△★相关检测及锁相放大技术 3.2.3△★差动技术 3.3 强度调制探测光束的位相检测 3.3.1激光载波位相测距 3.3.2光栅测量技术 3.3.3全息干涉计量技术 3.3.4声光调制技术 3.4 光外差探测技术 3.4.1△★光外差基本原理 3.4.5光光外差探测信噪比及探测灵敏度极限 3.4.6△★外差探测技术的应用 3.5 光波的位相检测技术 3.5.1光波位相检测原理 3.5.2位相型光学传感器——光学干涉仪 四、时间分配 课程分 序段标识 号 1 2 3 4 3.6.1激光探针 3.6.2光偏转技术 3.6.3光纤探针 4光电传感器的应用 4.1 光学多普勒效应速度传感器 4.1.1多普勒测速原理 4.1.2△★多普勒频移的外差检测 4.1.3多普勒测速仪(LDV) 4.2激光雷达 4.2.1光学定位系统的构成的工作原理 4.2.2光学测量合作目标 4.2.3△激光定位系统的核心单元——激光测距仪 4.2.4激光测距仪和二维图像传感器的信息融合 4.2.5激光扫描三维成像雷达 4.3 光纤传感器的应用 4.3.1 光纤的特性及基本理论 4.3.2光纤波导基本特性及光纤传感器设计要求 4.3.3光纤耦合器 4.3.4光纤输入信号激励及调制 4.3.5光纤传感器工作原理与分类 4.3.6△光纤传感器的应用 4.4 光强型光学传感器 4.4.1透射型光强传感器 4.4.2光学薄膜测厚 4.4.3粒度仪光学传感器 4.4.4激光尘埃粒子计数光电传感器 教学环节（学时） 教 学 内 容 讲 课 4 8 12 8 习 题 实 验 上 机 课 外 小 计 4 8 12 8 光电传感器概论 光电探测器 光电信号检测技术 光电传感器的应用 总 计 32 32 五、课程说明 课程英文名称 主要先修课程 适用专业类别 Technology of Photoelectricity Sensor 应用光学 物理光学 模拟电子技术基础 电子信息科学 物理学 光电传感器应用技术 机械工业出版社 2007年10月 张广军主编 光电测试技术 中国计量出版社 主要教材（作者、谢双维主编 传感器技术 中国计量出版社 教材名称、出版社） 何勇 王生泽编著 光电传感器及其应用 化工出版社 陈杰 黄鸿 编著 传感器与检测技术 高等教育出版社 考核方式 闭卷，笔试 本课程介绍光电传感器技术的基本原理和应用的基础知识，以及光电传感器技术发展的趋势和新动向。 学生通过本课程，学习光电传感器的基本工作原理，光电传感器的信号检测技术，光电传感器的主要技术性能体系；了解光电传感技术的典型应用；了解光电传感器与现代科学技术成就的密切联系，了解光电传感器技术发展的趋势，通过实验和课程设计训练获得比较完课程简介 整的光电传感器应用基础知识。从而加深理解光电传感器技术对现代科技发展的重要意义。 要求学生具有光学和模拟电子技术等课程的基础知识；认真预习、听课，课后注意阅读光电传感器技术资料；认真做好配套课程规定的实验项目，完成光电测试技术的基本训练。 本课程内容在第六学期开始实施，要求在32学时内完成；本课程应期终进行书面考试。 序号 必 开 1 实 验 2 项 目 3 项 目 名 称 学时