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一、产品概述

MW4A01B光电技术应用开发综合实验平台 结合光电技术教学大纲，以研究众多光电探测器的工作原理为主，应用技术为辅，开设了一系列 光电传感器的工作 原理 及基本检测方法的基础 实验， 涉及光电技术、光电检测、光学、 智能光电实验 等多个方面。

1、 光学 套件 ：光学元器件采用 专用光学导轨与滑块的实验结构方式 ， 结构通用， 光路调节 与 光学器件 的操作方便；

2、模块化设计：采用风格一致的模块化设计，模块尺寸统一，可配置光敏电阻、光电二极管、光电三极管、光耦、 CCD 等多种传感器的特性实验模块及检测技术实验模块，实验功能齐全，拓展性强，二次开发功能强。

3、每种光电探测器均为独立组件结构，避免频繁更换光电器件，使用方面，不易损坏。

4、实验平台集漏电保护与保险丝双重保护，安全性强。

适用课程：《光电子学》、《光电子技术》、《光电检测》、《传感器原理及应用》等

二、性能参数

1、平台面板尺寸：不小于 640mm× 310mm ；

2、数字电压表：精度四位半 以及上 ；量程 包含 2V，20V,200V；

3、数字电流表：精度四位半 以及上 ；量程 包含 2mA，20mA, 200mA；

4、数字照度计：测量范围 包含  0.1～1.999× 10 ^３ lx；

5、光电二极管：暗电流 I _D ：±0.1uA；光电流 I _L ：±80uA；峰值响应 880 ± 10nm；工作电压 ≤ 30V；开关时间 ≤ 50ns；光谱范围 包含 400～1100nm；

6、光电三极管：集电极-发射极电压≥ 30V；发射极-集电极电压 ≥ 5V；集电极电流 ≥ 20mA；

7、光敏电阻：暗电阻≥ 1M Ω ；最小亮电阻 ≤ 20K Ω ；

8、硅光电池：开路电压≥ 500mV；短路电流 ≥ 18mA；

9、PIN光电二极管：反向电压≥ 40V；峰值波长920 ± 10nm；开路电压 ≥ 0.4V；短路电流 ≥ 85uA；

10、雪崩光电二极管（APD）：工作电压：100V～150V；峰值波长：660± 10nm；

11、四象限光电传感器：光敏直径13± 1mm；光谱响应范围 包含 380～1100nm；

12、光电倍增管：光谱响应范围 包含 300～ 700nm ；响应波长 420±10nm ；

13、一维PSD：光敏区≥ 1* 13 mm；光谱响应范围300～1100nm；PSD调整架：位移范围≥ 12mm；位移精度 ≤ 0.02mm；

14、热释电器件：型号：RE200B；灵敏元面积≥ 2.0 × 1.0mm ² ；基片材料：硅；基片厚度：0.5± 0.1mm；工作波长：5～14 μ m；平均透过率＞75%

15、光电耦合器：型号：4N35；正向电流If≥ 60mA；正向电压Vf ≥ 1.5V；输出电压 ≥ 30V；击穿电压 ≥ 30V；

16、线阵 CCD 相机：有效像元数 ≥2160 像元，像元尺寸 (μm) ≤14×14×14 ；

17、彩色面阵CCD相机：有效像元数≥ 1280*1024；

18、线阵CCD数据采集卡：USB2.0 及以上 接口、 精度 ≥8位A/D；

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

20、镜头： 标准 焦距50mm；

21、光谱分辨率 ≤0.123nm ；光谱范围 包含 40 5 ～680 nm，幅度分辨率 ≥12 位；采集速率 ≥5MHz ；

22、内置硬件系统配置：液晶显示器≥ 19英寸；内存 ≥ 4.0GB；CPU速度 ≥ 2.4GHz；硬盘 ≥ 320G；USB2.0 及以上 接口；防水耐用键盘及光电鼠标；

23、 数字存储示波器 ：垂直灵敏度≥2mV- 10 V/div； DC 增益精度： ±3% ， ≥ 2 mV- 10V /div；垂直分辨率 ≥8 位；基准波形显示 ≥2 M 点参考波长；带宽≥100MHz，实时采样率 ≥1GSa/s ；显示屏 ≥7 英寸 TFT 彩屏；

24、配套实验讲义。

三、软件配置

光电子器件与仿真教学综合实验系统

1、仿真系统采用三维动画仿真技术，可仿真显示器件外部及内部三维结构，仿真过程可人为拆解；包含光敏电阻、光电二极管、光电三极管、硅光电池、 PIN 、 APD 、色敏光电二极管器件结构展示、器件原理演示、器件接线操作、器件运行演示等功能。器件结构展示主要以图文形式展示元器件的外形、内部结构。

2、实验仿真：包括上述光电器件特性测试实验仿真、应用实验仿真，主要是对具体实验原理演示。虚拟仿真真实的实验室及光学平台实验环境，环境逼真，生动形象。

3、仿真技术：须采用 3D 仿真技术，模拟真实实验，具备声音播放与字幕播放教学功能，同时声音与字幕可编辑加载。 3D 虚拟仪器及仿真功能： 3D 虚拟光源、 3D 虚拟电源、 3D 虚拟电压表、 3D 虚拟电流表、 3D 虚拟欧姆表、 3D 虚拟电阻等，并且 3D 虚拟仪器及器件可自由拖放，自由接线并搭建实验电路，光源、电源等参数可以设置调节。

四、实验内容

1、光电技术实验

1.1、光敏电阻特性参数及其测量；

1.2、光敏电阻伏安（U-I）特性实验；

1.3、光敏电阻光电（P-I）特性实验；

1.4、光敏电阻时间响应特性；

1.5、光电二极管光照灵敏度的测量；

1.6、光电二极管伏安特性的测量；

1.7、光电二极管时间响应特性的测量；

1.8、硅光电池在不同偏置状态下的特性参数及其测量；

1.9、硅光电池在反向偏置下的时间响应测量；

1.10、光电三极管光照灵敏度的测量；

1.11、光电三极管伏安特性的测量；

1.12、光电三极管时间响应的测量；

1.13、光电三极管光谱特性的测量；

1.14、光电耦合器电流传输比的测量；

1.15、光电耦合器件伏安特性的测量；

1.16、光电耦合器件时间相应的测量；

1.17、热释电器件基本原理实验；

1.18、热释电器件光谱响应的测试；

1.19、PSD位移传感器特性参数的测量；

1.20、雪崩光电二极管（APD）特性测试；

1.21、PIN光电二极管特性测试；

1.22、四象限光电传感特性测试；

1.23、光电倍增管阳极暗电流Id的测量；

1.24、光电倍增管的灵敏度Sa与电源电压Ubb的关系；

1.25、光电倍增管的电流增益G的测量；

1.26、光电倍增管伏安特性测量；

1.27、光电倍增管时间响应测量；

1.28、LED伏安（U-I）特性测量；

1.29、LED光电（P-I）特性测量；

1.30、发光光源的半发光强度的角度测量；

1.31、LED的发光光谱测量；

1.32、LD半导体激光器的发光光谱测量；

1.33、光调制解调实验；

1.34光敏电阻的暗电阻、暗电流测试实验；

1.35光敏电阻的亮电阻、亮电流测试实验；

1.36光敏电阻的光电流测试实验；

1.37光敏电阻的光谱特性测试实验；

1.38光敏二极管暗电流测量实验；

1.39光敏二极管光电流测量实验；

1.40光敏二极管光照特性测量实验；

1.41光敏二极管光谱特性测量实验；

1.42硅光电池短路电流的测试实验 ；

1.43硅光电池开路电压的测试实验 ；

1.44硅光电池光电特性测试实验；

1.45硅光电池光 照特性测量实验；

1.46硅光电池光 伏安特性测量实验；

1.47硅光电池光 谱特性测量实验；

1.48光敏三 极管暗电流测量实验；

1.49光敏三 极管 光 电流测量实验；

1.50光敏三 极管光照特性测量实验；

1.51 光电倍增管阴极电流及特性测量 ；

1.52 光电倍增管光谱特性的测量 ；

1.53 LD半导体激光器伏安（U-I）特性测量 ；

2、光电检测技术实验

2.1、线阵CCD原理与驱动实验；

2.2、线阵CCD尺寸测量实验；

2.3、线阵CCD角度测量实验；

2.4、利用线阵CCD识别条形码；

2.5、利用线阵CCD测量物体位置和振动；

2.6、利用线阵CCD进行物体扫描；

2.7、通过软件浮动阈值对 CCD 的输出信号进行二值化处理；

2.8、光栅与莫尔条纹实验；

2.9、面阵CCD原理与驱动实验；

2.10、利用面阵CCD测量物体外形尺寸；

2.11、利用面阵CCD提取物体的边缘与轮廓；

2.12、利用面阵CCD进行图像采集与参数设置；

2.13、利用面阵CCD进行投影与差影图像分析；

2.14、利用面阵CCD进行图像的滤波与增强；

2.15、利用面阵CCD进行形态学处理；

2.16、利用面阵CCD进行物体的旋转与缩放；

2.17、利用面阵CCD对颜色识别；

3 、智能光电实验

可实现智能人机交互功能，通过设计、搭建、调试测量电路，可实现对智能语音控制及遥控控制窗帘系统进行设计，通过对语音识别/声控芯片发出的语音指令，对 STM32 编写、烧录程序可以实现 控制窗帘的打开、关闭功能。 支持 智能语音控制及 遥控控制MP3(歌曲播放)及其他扩展开发功能。

3.1 智能语音识别与控制设计实验

3.2 智能语音遥控控制LED设计实验

3.3 智能语音与蓝牙传输控制设计实验

4、光电子器件仿真软件至少包括以下实验内容：

4.1光电器件结构仿真实验与教学

4.2光电器件手动拆装与教学

4.3光电器件自动拆装与教学

4.4光电器件的原理实验仿真与教学

4.5光电器件连线及运行仿真与教学

4.6光电器件特性测试实验仿真与教学

4.7光电器件I-E特性曲线仿真与教学

4.8光电器件I-U特性曲线仿真与教学