一、產(chǎn)品概述

MW4A01B光電技術(shù)應(yīng)用開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)結(jié)合光電技術(shù)教學(xué)大綱，以研究眾多光電探測器的工作原理為主，應(yīng)用技術(shù)為輔，開設(shè)了一系列光電傳感器的工作原理及基本檢測方法的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，涉及光電技術(shù)、光電檢測、光學(xué)、智能光電實(shí)驗(yàn)等多個(gè)方面。

1、光學(xué)套件：光學(xué)元器件采用專用光學(xué)導(dǎo)軌與滑塊的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)方式，結(jié)構(gòu)通用，光路調(diào)節(jié)與光學(xué)器件的操作方便；

2、模塊化設(shè)計(jì)：采用風(fēng)格一致的模塊化設(shè)計(jì)，模塊尺寸統(tǒng)一，可配置光敏電阻、光電二極管、光電三極管、光耦、CCD等多種傳感器的特性實(shí)驗(yàn)?zāi)K及檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，實(shí)驗(yàn)功能齊全，拓展性強(qiáng)，二次開發(fā)功能強(qiáng)。

3、每種光電探測器均為獨(dú)立組件結(jié)構(gòu)，避免頻繁更換光電器件，使用方面，不易損壞。

4、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)集漏電保護(hù)與保險(xiǎn)絲雙重保護(hù)，安全性強(qiáng)。

適用課程：《光電子學(xué)》、《光電子技術(shù)》、《光電檢測》、《傳感器原理及應(yīng)用》等

二、性能參數(shù)

1、平臺(tái)面板尺寸：不小于640mm×310mm；

2、數(shù)字電壓表：精度四位半以及上；量程包含2V，20V,200V；

3、數(shù)字電流表：精度四位半以及上；量程包含2mA，20mA, 200mA；

4、數(shù)字照度計(jì)：測量范圍包含 0.1～1.999×10^３lx；

5、光電二極管：暗電流 I_D：±0.1uA；光電流 I_L：±80uA；峰值響應(yīng) 880±10nm；工作電壓≤30V；開關(guān)時(shí)間≤50ns；光譜范圍包含400～1100nm；

6、光電三極管：集電極-發(fā)射極電壓≥30V；發(fā)射極-集電極電壓≥5V；集電極電流≥20mA；

7、光敏電阻：暗電阻≥1MΩ；最小亮電阻≤20KΩ；

8、硅光電池：開路電壓≥500mV；短路電流≥18mA；

9、PIN光電二極管：反向電壓≥40V；峰值波長920±10nm；開路電壓≥0.4V；短路電流≥85uA；

10、雪崩光電二極管（APD）：工作電壓：100V～150V；峰值波長：660±10nm；

11、四象限光電傳感器：光敏直徑13±1mm；光譜響應(yīng)范圍包含380～1100nm；

12、光電倍增管：光譜響應(yīng)范圍包含300～700nm；響應(yīng)波長420±10nm；

13、一維PSD：光敏區(qū)≥1*13mm；光譜響應(yīng)范圍300～1100nm；PSD調(diào)整架：位移范圍≥12mm；位移精度≤0.02mm；

14、熱釋電器件：型號(hào)：RE200B；靈敏元面積≥2.0×1.0mm²；基片材料：硅；基片厚度：0.5±0.1mm；工作波長：5～14μm；平均透過率＞75%

15、光電耦合器：型號(hào)：4N35；正向電流If≥60mA；正向電壓Vf≥1.5V；輸出電壓≥30V；擊穿電壓≥30V；

16、線陣CCD相機(jī)：有效像元數(shù)≥2160像元，像元尺寸(μm) ≤14×14×14；

17、彩色面陣CCD相機(jī)：有效像元數(shù)≥1280*1024；

18、線陣CCD數(shù)據(jù)采集卡：USB2.0及以上接口、精度≥8位A/D；

19、彩色面陣CCD圖像采集卡：分辨率≥10bit×3；USB2.0及以上接口；

20、鏡頭：標(biāo)準(zhǔn)焦距50mm；

21、光譜分辨率≤0.123nm；光譜范圍包含405～680 nm，幅度分辨率≥12位；采集速率≥5MHz；

22、內(nèi)置硬件系統(tǒng)配置：液晶顯示器≥19英寸；內(nèi)存≥4.0GB；CPU速度≥2.4GHz；硬盤≥320G；USB2.0及以上接口；防水耐用鍵盤及光電鼠標(biāo)；

23、數(shù)字存儲(chǔ)示波器：垂直靈敏度≥2mV-10V/div；DC增益精度：±3%，≥2mV-10V/div；垂直分辨率≥8位；基準(zhǔn)波形顯示≥2M點(diǎn)參考波長；帶寬≥100MHz，實(shí)時(shí)采樣率≥1GSa/s；顯示屏≥7英寸TFT彩屏；

24、配套實(shí)驗(yàn)講義。

三、軟件配置

光電子器件與仿真教學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

1、仿真系統(tǒng)采用三維動(dòng)畫仿真技術(shù)，可仿真顯示器件外部及內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)，仿真過程可人為拆解；包含光敏電阻、光電二極管、光電三極管、硅光電池、PIN、APD、色敏光電二極管器件結(jié)構(gòu)展示、器件原理演示、器件接線操作、器件運(yùn)行演示等功能。器件結(jié)構(gòu)展示主要以圖文形式展示元器件的外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2、實(shí)驗(yàn)仿真：包括上述光電器件特性測試實(shí)驗(yàn)仿真、應(yīng)用實(shí)驗(yàn)仿真，主要是對(duì)具體實(shí)驗(yàn)原理演示。虛擬仿真真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室及光學(xué)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，環(huán)境逼真，生動(dòng)形象。

3、仿真技術(shù)：須采用3D仿真技術(shù)，模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)，具備聲音播放與字幕播放教學(xué)功能，同時(shí)聲音與字幕可編輯加載。3D虛擬儀器及仿真功能：3D虛擬光源、3D虛擬電源、3D虛擬電壓表、3D虛擬電流表、3D虛擬歐姆表、3D虛擬電阻等，并且3D虛擬儀器及器件可自由拖放，自由接線并搭建實(shí)驗(yàn)電路，光源、電源等參數(shù)可以設(shè)置調(diào)節(jié)。

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、光電技術(shù)實(shí)驗(yàn)

1.1、光敏電阻特性參數(shù)及其測量；

1.2、光敏電阻伏安（U-I）特性實(shí)驗(yàn)；

1.3、光敏電阻光電（P-I）特性實(shí)驗(yàn)；

1.4、光敏電阻時(shí)間響應(yīng)特性；

1.5、光電二極管光照靈敏度的測量；

1.6、光電二極管伏安特性的測量；

1.7、光電二極管時(shí)間響應(yīng)特性的測量；

1.8、硅光電池在不同偏置狀態(tài)下的特性參數(shù)及其測量；

1.9、硅光電池在反向偏置下的時(shí)間響應(yīng)測量；

1.10、光電三極管光照靈敏度的測量；

1.11、光電三極管伏安特性的測量；

1.12、光電三極管時(shí)間響應(yīng)的測量；

1.13、光電三極管光譜特性的測量；

1.14、光電耦合器電流傳輸比的測量；

1.15、光電耦合器件伏安特性的測量；

1.16、光電耦合器件時(shí)間相應(yīng)的測量；

1.17、熱釋電器件基本原理實(shí)驗(yàn)；

1.18、熱釋電器件光譜響應(yīng)的測試；

1.19、PSD位移傳感器特性參數(shù)的測量；

1.20、雪崩光電二極管（APD）特性測試；

1.21、PIN光電二極管特性測試；

1.22、四象限光電傳感特性測試；

1.23、光電倍增管陽極暗電流Id的測量；

1.24、光電倍增管的靈敏度Sa與電源電壓Ubb的關(guān)系；

1.25、光電倍增管的電流增益G的測量；

1.26、光電倍增管伏安特性測量；

1.27、光電倍增管時(shí)間響應(yīng)測量；

1.28、LED伏安（U-I）特性測量；

1.29、LED光電（P-I）特性測量；

1.30、發(fā)光光源的半發(fā)光強(qiáng)度的角度測量；

1.31、LED的發(fā)光光譜測量；

1.32、LD半導(dǎo)體激光器的發(fā)光光譜測量；

1.33、光調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)；

1.34光敏電阻的暗電阻、暗電流測試實(shí)驗(yàn)；

1.35光敏電阻的亮電阻、亮電流測試實(shí)驗(yàn)；

1.36光敏電阻的光電流測試實(shí)驗(yàn)；

1.37光敏電阻的光譜特性測試實(shí)驗(yàn)；

1.38光敏二極管暗電流測量實(shí)驗(yàn)；

1.39光敏二極管光電流測量實(shí)驗(yàn)；

1.40光敏二極管光照特性測量實(shí)驗(yàn)；

1.41光敏二極管光譜特性測量實(shí)驗(yàn)；

1.42硅光電池短路電流的測試實(shí)驗(yàn)；

1.43硅光電池開路電壓的測試實(shí)驗(yàn)；

1.44硅光電池光電特性測試實(shí)驗(yàn)；

1.45硅光電池光照特性測量實(shí)驗(yàn)；

1.46硅光電池光伏安特性測量實(shí)驗(yàn)；

1.47硅光電池光譜特性測量實(shí)驗(yàn)；

1.48光敏三極管暗電流測量實(shí)驗(yàn)；

1.49光敏三極管光電流測量實(shí)驗(yàn)；

1.50光敏三極管光照特性測量實(shí)驗(yàn)；

1.51光電倍增管陰極電流及特性測量；

1.52光電倍增管光譜特性的測量；

1.53LD半導(dǎo)體激光器伏安（U-I）特性測量；

2、光電檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)

2.1、線陣CCD原理與驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)；

2.2、線陣CCD尺寸測量實(shí)驗(yàn)；

2.3、線陣CCD角度測量實(shí)驗(yàn)；

2.4、利用線陣CCD識(shí)別條形碼；

2.5、利用線陣CCD測量物體位置和振動(dòng)；

2.6、利用線陣CCD進(jìn)行物體掃描；

2.7、通過軟件浮動(dòng)閾值對(duì)CCD的輸出信號(hào)進(jìn)行二值化處理；

2.8、光柵與莫爾條紋實(shí)驗(yàn)；

2.9、面陣CCD原理與驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)；

2.10、利用面陣CCD測量物體外形尺寸；

2.11、利用面陣CCD提取物體的邊緣與輪廓；

2.12、利用面陣CCD進(jìn)行圖像采集與參數(shù)設(shè)置；

2.13、利用面陣CCD進(jìn)行投影與差影圖像分析；

2.14、利用面陣CCD進(jìn)行圖像的濾波與增強(qiáng)；

2.15、利用面陣CCD進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理；

2.16、利用面陣CCD進(jìn)行物體的旋轉(zhuǎn)與縮放；

2.17、利用面陣CCD對(duì)顏色識(shí)別；

3、智能光電實(shí)驗(yàn)

可實(shí)現(xiàn)智能人機(jī)交互功能，通過設(shè)計(jì)、搭建、調(diào)試測量電路，可實(shí)現(xiàn)對(duì)智能語音控制及遙控控制窗簾系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過對(duì)語音識(shí)別/聲控芯片發(fā)出的語音指令，對(duì) STM32 編寫、燒錄程序可以實(shí)現(xiàn)控制窗簾的打開、關(guān)閉功能。支持智能語音控制及遙控控制MP3(歌曲播放)及其他擴(kuò)展開發(fā)功能。

3.1智能語音識(shí)別與控制設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

3.2智能語音遙控控制LED設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

3.3智能語音與藍(lán)牙傳輸控制設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

4、光電子器件仿真軟件至少包括以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

4.1光電器件結(jié)構(gòu)仿真實(shí)驗(yàn)與教學(xué)

4.2光電器件手動(dòng)拆裝與教學(xué)

4.3光電器件自動(dòng)拆裝與教學(xué)

4.4光電器件的原理實(shí)驗(yàn)仿真與教學(xué)

4.5光電器件連線及運(yùn)行仿真與教學(xué)

4.6光電器件特性測試實(shí)驗(yàn)仿真與教學(xué)

4.7光電器件I-E特性曲線仿真與教學(xué)

4.8光電器件I-U特性曲線仿真與教學(xué)