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《光电子专业实验》教学大纲课程英文名称Optoelectronicexperiments课程编号06004510600452学分6学时96
一、课程教学对象本课程教学对象为应用物理与材料学院之应用物理专业(LED绿色光源方向)和电子信息工程专业(光电工程方向)的本科学生
二、课程性质、目的和任务本课程为专业课,总学时数96学时,分成二个学期(三年级第一学期、第二学期)完成本课程涉及光谱测试、霍尔效应、CCD、激光、传感器、LED封装、测试以及产品应用的各个方面通过本课程的实习,可以使学生了解和掌握光谱测试、霍尔效应、激光、光电传感与测试、LED封装、测试以及产品开发的基本过程,在此基础之上发现现有实验过程中存在的问题并提出相应的解决方案通过实验使学生综合运用理论知识应用于实践的能力,为今后从事生产技术工作打下必要的基础
三、对先修知识和技能的要求学生在学习本课程之前,应先修或者同时学习《基础物理》、《传感器原理与技术》《半导体器件物理与工艺》、《半导体器件封装工艺》,因此本课程拟三年级第一学期、第二学期开设为宜
四、课程的主要内容、基本要求和学时分配建议(总学时96)注从以上30个实验项目(合计120学时)选24个实验项目(合计96学时),分2个学期开设
五、建议使用教材及参考书
1、教材《光电子专业实验讲义》五邑大学应用物理与材料学院光电子实验中心编
2、参考书
[1]周骏编.光电子技术基础实验[M]北京化学工业出版社,
2012.
[2]苏永道,吉爱华,赵超.LED封装技术[M].上海上海交通大学出版社,
2010.
[3]宋露露,陈世伟.LED封装检测与应用[M].武汉华中科技大学出版社
2011.
六、考核方式总评成绩=实验预习+实验操作+实习报告成绩;结合平时的到课率、学习态度、操作能力、研究能力等综合评定成绩序号实验(实训)项目实验(实训)内容实验(实训)目的及要求学时1固晶手动固晶流程的扩晶、刷银胶、固晶、烘烤等工序了解LED封装技术中的固晶的原理和作用,掌握固晶工艺42焊线采用金线和铝线焊线完成LED数码管的焊线工艺理解LED数码管超声焊线的原理;了解金线和铝线的基本性能;熟练掌握焊线的基本技巧43灌胶完成LED数码管手动灌胶工序掌握手动灌胶的工艺过程;培养学生的实验动手能力和专业技能44外观和质量测试学习LED外观与质量检测技术,掌握推拉力机和AN02数码管检测仪等设备掌握LED外观与质量检测技术和工作原理,熟练相关设备的操作和技巧4的使用5PSD位置传感器实验
1、了解半导体光电位置敏感器的基本原理与结构;
2、正确连接PSD位置传感器的线路连接以及测量;3学习用逐差法和作图法处理数据学习光电传感和检测的基本知识;了解各种光电探测的基本工作原理;学会光电探测的基本技术和操作技巧;掌握PSD光电位置敏感器件的原理与应用46光电综合实验
1、了解光电池的基本原理与结构;
2、正确连接光电池的线路连接以及测量;学习光电池的基本知识;了解各种光电探测以光电能量转换的基本工作原理;熟悉二极管、三极管的基本工作特性;学会光电池的基本技术和操作技巧47金属箔式应变传感器及单臂桥实验应变传感器和单臂桥性能实验了解金属箔式应变片的应变效应了解传感器的信号变换;学习单臂桥工作原理和性能48传感器半桥全桥实验应变传感器半桥、全桥性能实验与校准学习半桥、全桥工作原理和性能;学习放大电路连接与系统校准49霍尔效应实验.了解实验原理;.根据给定实验样品,制备电极选择仪器条件参数,做出正确扫描.根据样品的实验数据判断出样品的载流子浓度、迁移率、电阻率及霍尔系数等,并进行简单的电学分析,了解样品的基本电学特性了解霍尔效应测试系统仪器结构和实验原理;掌握霍尔效应的基本原理;学习半导体材料载流子浓度、迁移率、电阻率、霍尔系数等基本物理量的相关知识;学会利用霍尔效应测量这些基本参数410四探针测试实验.了解实验原理;.根据给定实验样品,选择量程,测量样品的电阻率/方块电阻,并进行相应的电学分析,了解样品的相关电学特性了解四探针实验仪器的结构和实验原理;学习半导体材料电阻率/方块电阻的概念;学会利用四探针实验测量出不同材料的电阻率/方块电阻数值411吸收光谱测试利用紫外可见分光度计测量溶液的透射谱和固体粉末的反射光谱;通过分析吸收光谱和反射谱来表征材料的光学性能掌握紫外可见吸收光谱分析的基本原理;掌握利用紫外可见分光光度计测试薄膜透过率的方法,并绘制薄膜的透过光谱图;掌握利用紫外可见分光光度计测试固体粉末反射率的方法,并绘制固体粉末的反射光谱图412荧光光谱测试
1、熟悉荧光光谱仪的结构学习发光材料的基本特性和4和工作原理
2、掌握荧光光谱仪的参数设置和操作流程
3、根据给定样品测量其激发光谱和荧光光谱
4、根据光谱数据分析样品的物质结构和光学性能发光原理;掌握利用光谱仪测量荧光光谱的基本原理和技巧;学习利用荧光光谱分析物质结构和性质的基本方法;掌握光谱分析的基本技巧13EDA实验
1、三人表决器设计实验
2、LED数码管动态显示电路设计学习数字电路的基本知识;熟悉ALTERA公司的EDA设计工具软件QuartusII;学习利用ZY11203E型实验箱的使用技巧;在此基础上学习数字电路的设计414激光器原理与使用
1、掌握激光器结构,激光工作原理,激光器使用特点
2、进行激光损伤,激光辐照实验
3、测试激光光斑大小,测试激光能量/功率
4、掌握激光器的使用学习激光器的结构及特点,会对激光器品质进行评价与选择;能进行激光实验,掌握激光实验中的关键因素;了解激光辐照结果评价方法415He-Ne激光器的模式分析
1、调试He-Ne激光器的光路
2、理量激光器的纵模频率间隔
3、多量激光器的纵模频率间隔了解He-Ne激光器的模式结构,加深对模式概念的理解;通过测试分析,掌握模式分析的基本方法;了解共焦球面扫描干涉仪的原理、性能,学会正确使用416半导体激光器实验
1、半导体激光器伏安特性和P-I特性的测量;
2、半导体激光器发散角的测量;
3、半导体激光器的偏振度测量;
4、半导体激光器的光谱特性测试通过实验熟悉半导体激光器的电学特性、光学特性;掌握半导体激光器耦合、准直等光路的调节;根据半导体激光器的光学特性考察其在光电子技术方面的应用;掌握WGD-6光学多道分析器的使用417LED热电实验测量LED在各种环境温度下的热阻、结温和电压随时间的变化趋势;测量LED的电压电流I-V特性曲线的基本技术;测量LED热阻K系数掌握大功率LED热阻、结温、IV曲线的基本知识及其测量方法;熟悉掌握测量418LED光色测试系统
1、LED等光通量测试;
2、LED芯片光谱测试;
3、荧光粉光谱测试了解表征LED芯片发光性能的方法;掌握LED芯片光谱分析技术;掌握LED光电系统的定标方法;掌握LED灯色坐标、光谱、光效的测量方法,学会积分球的使用;掌握LED荧光粉的光谱、色坐标的测试方法419LED光强分布测试实
1、测量LED灯珠的光强了解LED光强分布测试原理;4验分布曲线;掌握LED光强分布测试基本操作和数据处理方法20LED灯具测试实验利用积分球和光谱仪测量LED灯具的基本参数,包括灯具的色坐标、发光光谱、光效、和光通量等参数的标定了解LED灯具的色坐标、光谱、光效的基本概念;掌握LED灯具光电系统的定标方法;掌握LED灯具灯色坐标、光谱分布、光效的测量方法421LED灯具配光曲线
1、G01900L灯具配光曲线测试系统的设置和操作
2、自动转台的放置;
3、灯具的夹装
4、探头的安装及定位
5、灯具配光曲线的测量和分析学习灯具配光曲线的基本知识;掌握配光曲线测试仪的基本原理;学习利用灯具配光曲线测试仪测量LED灯具的配光曲线;掌握分析配光曲线测试报告的基本能力和利用配光曲线分析灯具质量的基本技能422光电薄膜制备
1、熟悉真空镀膜设备原理和操作流程;
2、掌握金属铝薄膜的蒸镀工艺;
3、掌握金属氧化物的蒸发工艺学习真空技术和退火的基本知识;了解光电薄膜制备的基本方法;认识利用溶胶凝胶法、或磁控溅射、或真空热蒸发和PECVD等方法制备薄膜的基本原理、主要设备结构和流程423光化学反应实验本实验属于综合性训练,包括光化学反应的制样,光化学反应仪的基本操作,和反应生成物的分析和表征了解光辅助化学反应的基本原理;熟练掌握光化学反应仪的测试操作;掌握半导体光催化反应产物的分析和表征424光伏发电系统实验探索对光伏发电系统性能的影响因素,研究不同光照条件下系统的填充因子与效率的关系,掌握光伏发电系统各部分的作用及装配方法了解并掌握光伏发电系统的工作原理;了解并掌握光伏发电系统的组成,学习太阳能发电系统的装配;了解并掌握光伏发电系统的工程应用方法425CCD测量曝光时间、驱动周期、照明情况对输出的影响,并根据实验原理对输出进行说明;测量CCD的光电转换特性曲线,根据曲线得到CCD的灵敏度、饱和输出电压及饱和曝光量;测量并计算CCD的暗信号电压、暗噪声、动态范围、像敏单元不均匀度等参数了解CCD的基本工作原理,了解CCD正常工作所需的外部条件及这些条件的改变对CCD输出的影响;掌握CCD重要常数的测量和分析方法426溶胶凝胶法实验通过含高活性组分的化合物作前驱体,在液相下均匀混合,并进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,形成凝胶再经过干燥、了解溶胶凝胶法的基本原理;基本掌握溶胶凝胶法的工艺过程;要求进行一例溶胶凝胶制备的操作4烧结等固化过程制备出特殊结构的材料27旋涂法实验通过把待成膜材料溶解在溶剂中形成的液态溶液涂覆在基片上,并且基片垂直于自身表面的轴旋转成膜,待溶剂蒸发以后获得均匀的薄膜材料的制备过程了解旋涂法的基本原理;基本掌握旋涂法的工艺过程与技巧;要求进行一例旋涂制备薄膜材料的操作428微波法合成白光LED用荧光材料将所需原料溶解,配置一定浓度的溶液后,采用湿化学方法之一-微波法合成白光LED用荧光材料掌握微波法合成白光LED荧光材料的基本原理和方法,熟悉相关设备的操作429磁控溅射了解磁控溅射镀膜的基本工作原理;掌握磁控溅射镀膜的基本操作;掌握影响镀膜质量的重要参数;了解分析和表征薄膜质量好坏的方法和手段了解磁控溅射镀膜的基本工作原理;掌握磁控溅射镀膜的基本操作;掌握影响镀膜质量的重要参数;了解分析和表征薄膜质量好坏的方法和手段430绪论解释光电专业实验的课程安排、要求和相关注意事项;整体介绍LED封装工艺流程,LED可靠性测试原理、光色测试和分析原理和手段等相关基本知以C.解释光电专业实验的课程安排、要求和相关注意事项;整体介绍LED封装工艺流程,LED可靠性测试原理、光色测试和分析原理和手段等相关基本知识4。