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光电技术实验指导书 第一章 CSY-998G光电传感器实验仪说明 CSY-998G光电传感器实验仪主要有主机、传感器与器件、光源等部分组成 一、主机：由大面板、小面板和顶板。供电电源AC220V，50Hz。额定功率200W。 1、大面板：各类实验电路 2、小面板： 1）各种直流稳压电源和恒流源。 0~15V连续可调直流稳压电源。 0~5V连续可调直流稳压电源。 ±15V、+5V稳压电源。 AC12V 交流电源 0~20mA连续可调恒流源 2）显示表： 电流表：DC20μA、200μA、20mA 、200mA(量程四档切换) 电压表：DC200mV、2V、20V（量程三档切换） 光照度计：1-1999Lx 3、顶板 顶板：由安装架、支架、滑轨等组成。 二、传感器与器件 光敏电阻（CdS光敏电阻、额定功率：100mW、暗阻≥1MΩ、tr 20ms 、tf 　30ms、λp：580nm） 光敏二极管（Vr：20v、I D＜0.1μA、IL：50μA、tr tf ：10ns λp：880nm） 光敏三极管（VCEO：50v、I D＜0.1μA、IL：5mA、tr tf ：15ns λp：880nm) 硅光电池（VOC：300mv、I D＜1×10-8μA、ISC：5μA、λ：300-1000nm、λp：880nm) 反射式光耦（输入：IFM=20mA、VR=5V、VF=1.3V 输出：VCEO=30V、ICEO=0.1μA、VCES=0.4V 传输特性：CTR（%）=5、 tr tf ：5us） 红外热释电探头 光照度计探头 Y型光纤 PSD位置传感器 普通白炽灯 普通发光二极管 红外发射二极管（VR ：5V、VF：1.4V、IR：10uA、PO：2mw） 半导体激光器（波长：635um、功率1-3mw） 三、实验仪器尺寸 实验仪器台尺寸为：520×400×350（mm）。 第二章 实验指导 实验一 光电基础知识实验 一 、实验目的 通过实验使学生对光源，光源分光原理、光的不同波长等基本概念有具体认识。 二 、基本原理 本实验中备有普通光源和激光光源。普通光源（白炽灯）光谱为连续光谱( 白炽灯的另一个特性是做灯丝的钨有正阻特性，工作时的热电阻远大于冷态时的电阻，在灯的启动瞬时有较大的电流 )。 利用分光三棱镜后，可以提供红色，黄色，绿色，蓝色等多种波长的光辐射。激光光源是半导体激光器，发射出波长为630纳米的红色光﹙激光特性:①单色性 ②方向性 ③相干性等﹚。 三 、需用器件与单元： 主机、普通光源、分光装置(三棱镜)、半导体激光器。 四 、实验步骤 图1－1分光实验 1．根据图1-1进行组装和接线，用实验线将主机中AC12V交流电源输出与普通光源相连接。合上主机的总电源开关。 2．松开图1－1中光源或三棱镜的升降固定螺钉，调节高度使光束对准三棱镜，转动三棱镜座使三棱镜毛面在后面，二个工作面（光面）的棱在前面。然后调节涡杆角度使折射的投射面（狭缝端盖）上出现清晰的光谱。如果光谱不清晰可轻微旋转光源罩（灯丝方向）和松开升降杆固定螺钉转动一个角度（光束方向）使光束对准三棱镜的工作面﹙要点:光束对准棱镜工作面﹑灯丝方向﹚。 3、关闭主机总电源开关。将图1-1中的普通光源取下，换上半导体激光源（旋下前端盖小孔），将激光源与主机激光电源相应连接﹙注意颜色－极性﹚。打开主机总电源开关，根据步骤2调节观察投射面现象（单色性）。 五 、思考题 1． 解释实验现象。 2． 半导体激光器的特性有哪些？半导体激光器的发散角一般为5o～10o,你如何利用实验装置和直尺完成最简易的发散角测量实验方法。 实验二 光敏电阻实验 一、 实验目的： 了解光敏电阻的光照特性、光谱特性和伏安特性等基本特性。 二、 基本原理： 在光线的作用下，电子吸收光子的能量从键合状态过渡到自由状态，引起电导率的变化，这种现象称为光电导效应。光电导效应是半导体材料的一种体效应。光照愈强，器件自身的电阻愈小。基于这种效应的光电器件称光敏电阻。光敏电阻无极性，其工作特性与入射光光强、波长和外加电压有关。 三、 需用器件与单元： 主机、安装架、发光二极管光源、光敏电阻探头、光照度计及探头、分光装置。 四、 实验步骤： 1、亮电阻和暗电阻测量 （1）图2-1是光敏电阻实验原理图 （2）按图2-2光照度实验安装接线。将照度计探头与主机小面板上照度计显示表Vi口相连接。将图2-2中的光敏元件的探头换成照度计探头。打开主机电源，然后，顺时针慢慢调节0～20mA可调电流源旋钮，使照度计显示为100Lx。 （3）撤下照度计探头，换上光敏电阻探头及电路（图2－2）。顺时针慢慢调节0～5V可调电源，使电压表