1、 光电检测技术 考试大纲 一、课程性质 专业 基础 课。 二、适用 科学 仪器科学与技术、光学工程 (包括专业型硕士：仪器仪表工程、光学工程 )。 三 、试卷结构 基础知识占 60，应用能力占 40。 四 、参考书目 教材：徐熙平、张宁 编著 ， 光电检测技术及应用 ， 机械工业出版社 ， 2016 参考：雷玉堂主编 ，光电检测技术 ，中国计量出版社 ， 2009 王庆有主编，光电传感应用技术，机械工业出版社 ， 2011 五 、考试内容与基本要求 第 一 章 绪论 考试要求 光电检测技术及特点、 光电检测系统的组成。 考试内容 光电检测技术、光电检 测系统的组成 。 第 二 章 光电检测技术
2、基础 考试要求 辐射度量和光度量的基本概念， 半导体的物理基础，半导体对光的吸收，各类光电效应 概念 ，光电器件的基本参数 。 考试内容 辐射度量和光度量的基本概念 半导体物理基础：半导体特性、能带、半导体导电结构、载流子的运动，PN 结、半导体对光的吸收 ； 内光电效应：光电导效应、光生伏特效应 ； 外光电效应； 光电器件常用的各种基本参数 。 第 三 章 光电检测器件 考试要求 光电导器件、光生伏特器件、光电发射器件、热辐射探测器件、热释电器件、光电耦合器件和图像传感器件等各种 光电传感器的结构、工作原理、特性参数和使用方法 ，关键参数计算等 。 考试内容 光电导器件：光敏电阻 ； 光生伏
3、特器件 ： 光敏二极管、硅光电池、光敏晶体管、光电位置敏感器件 ； 光电发射器件 ： 光电倍增管 ； 热辐射探测器件 ： 热敏电阻、热电偶、热电堆 ； 热释电器件 ： 工作 原理 ， 居里温度 ， 热释电器 件优点 ； 光耦合器件 ：定义、原理、如何用 光耦合器件 组成简单的逻辑电路？ 图像传感器 ： 电荷耦合器件、 CMOS 图像传感器、红外热成像、图像的增强与变像 。 第 四 章 半导体发光管与激光器 考试要求 发光二极管、激光器等常用光源的工作 原理、特性及其应用。 考试内容 发光二极管： 发光机理、应用； 半导体激光器：发光机理、结构； 几种典型的激光器：气体激光器、固体激光器 结构
4、。 第 五 章 辐射信号检测 考试要求 辐射信号检测的方法，如直接检测、光外差检测、基于几何光学方法的光电信息变换检测、温度检测、莫尔条纹检测，并结合实际举例说明了如何使用调制盘检测、投影放大法、光三角法、光扫描法、光焦点法等进行长、宽尺寸测量的原理 、结构，典型信号检测的优缺点 。 考试内容 直接探测法： 光学系统、调制盘； 光外差探测法：探测原理、光外差探测的特性 ； 几何光学方法的光电信息变换：长、宽、位移、速度； 莫尔条纹 特点及特性参数计算 。 第 六 章 光电检测系统典型电路 考试要求 常用的光电传感器如光敏电阻、光敏二极管、 CCD 电荷耦合器件等对应的典型电路，并举例说明了使用
5、可编程逻辑器件进行 CCD 驱动的方法，视频信号的二值化处理方法，光电信号常用的辨向处理和细分电路。 考试内容 光敏电阻的变换电路： 基本偏置、恒流电路、恒压电路 ； 光生伏特器件的偏置电路：反偏、零偏 ； CCD 器件驱动电路：驱动电路时序方法、可编程器件产生驱动时序 ； 视频信号二值化处理电路：阈值法、微分法 ； 常用的光电信号辨向处理与细分电路 。 第 七 章 微弱信号检测 考试要求 相关函数及相关接收、相敏检波的基本概念和原理，锁相放大器、取样积分器、光子计数器的原理、特点及应用 。 考试内容 相关函数及相关接收、相敏检波的基本概念和原理 常用的微弱信号检测的方法如 锁相放大器、取样积
6、分器、光子计数器 ，各种方法对应的 原理、特点及应用 。 第 八 章 外形尺寸检测 考试要求 光电检测技术在外形尺寸检测方面的应用。 考试内容 模拟变换检测法 ； 光电扫描检 测法：光学扫描法、电扫描法 ； CCD 自扫描检测法 ； 光电三维形貌检测原理、应用及特点。 第 九 章 位移量检测 考试要求 光电检测技术在位移量检测方面的应用 、设计 。 考试内容 激光干涉位移检测： 激光干涉原理、激光干涉仪 ； 光栅线位移检测：光栅尺、光源和光强调制、前置放大器 ； 光栅角位移检测：编码器、读数和细分、狭缝及光电信号、编码器误差 ； 轴向位移测量 ； 光三角位移测量原理、特点及应用； 激光测距：脉
7、冲法、相位法测量原理、精度设计。 第 十 章 光电 外观检测 考试要求 光电检测技术在外观检测方面的 应用。 考试内容 外观检测的方式和原理： 反射式与透射式外观检测、正反射式与非正反射式检测、扫描方式 ； 光电变换器：疵病信号、光源选择 ； 信号处理及检测装置：通量式疵病信号的处理方法、检测装置 ； 表面粗糙度检测：激光外差法检测粗糙度原理 ； 内表面疵病检测：管道内表面疵病检测系统组成、工作原理与特点 。 第 十一 章 光纤传感测量 考试要求 光导纤维的基本知识以及光纤传感器的原理和应用。 确定度和扩展不确定度的求取方法 ；掌握 正确表示测量结果的方式 。 考试内容 光导纤维的基本知识： 光纤传光原理、光纤分类、 光纤的基本特性； 光纤传感器原理及应用：光纤传感器分类与特点。 第 十二 章 光电检测技术的综合应用 考试要求 光电检测技术的综合应用，如光电多功能二维自动检测系统、曲臂光电综合测量系统、飞轮齿圈总成圆跳动非接触检测系统、管道直线度光电检测系统。 考试内容 会运用所学知识进行简单的光电检测系统设计。
