本书是紧密围绕光电信息科学与工程专业的人才培养目标而编写的专业实验课程教材,是高等院校相关专业本科生教材,系统整合了基础光学与电子学的核心知识与实践技能,致力于引导学生从理论学习走向实践探索,从基础认知迈向综合创新。全书共四章,包括绪论、常用光学元件及实验技术、基础光学实验、光电技术实验,涵盖薄透镜焦距测量、干涉与衍射、偏振与旋光效应、光电探测器特性测试等一系列经典与前沿实验项目。本书注重理论与实践的有机融合,强调实验操作的规范性与科学性,配有详细的实验原理说明、操作步骤、数据记录表格及启发式思考题,帮助学生深入理解光学现象与光电转换的内在机制。同时,书中系统介绍了多种常用光学元件的结构、性能与使用方法,以及光学实验平台的搭建与调试技巧,具有较强的实用性和指导价值。
崔芬萍,女,理学博士,深耕教育教学20年,参与建设《光电信息技术实验》国家级一流本科课程及江苏省在线开放课程,主编教材2部,发表教研论文2篇。主持自然科学基金1项,参与国家级科研项目2项,以第一作者发表科研论文10余篇。
目录
第1章 绪论1
1.1 实验教学的意义、任务和目标1
1.2 实验教学的重要性1
1.3 基础光电实验的教学要求与特点2
1.4 结语4
第2章 常用光学元件及实验技术5
2.1 光电实验的基本操作5
2.2 常用的光学元件及其组合8
2.2.1 基本光学元件8
2.2.2 光学元件组合14
2.3 常用机械装置20
2.3.1 光学平台21
2.3.2 光学调节架23
2.3.3 精密位移平台26
2.3.4 光具座27
2.4 常用光源27
2.4.1 热辐射光源27
2.4.2 气体放电光源28
2.4.3 LED30
2.4.4 激光器32
2.5 常用光电探测器35
2.5.1 光电池35
2.5.2 光电二极管36
2.5.3 光敏电阻38
2.6 光学元件的清洁40
2.6.1 防范措施40
2.6.2 清洁程序41
第3章 基础光学实验43
3.1 薄透镜焦距的测量43
一、实验目的43
二、实验仪器43
三、实验原理43
四、实验内容与步骤46
五、思考题49
六、实验注意事项49
3.2 透镜组基点的测定49
一、实验目的49
二、实验仪器49
三、实验原理49
四、实验内容与步骤52
五、思考题54
六、实验注意事项54
3.3 杨氏双缝干涉实验54
一、实验目的55
二、实验仪器55
三、实验原理55
四、实验内容与步骤59
五、思考题60
六、实验注意事项60
3.4 基于双棱镜干涉的光的波长测定60
一、实验目的60
二、实验仪器60
三、实验原理60
四、实验内容与步骤62
五、思考题63
六、实验注意事项64
3.5 基于劳埃德镜的微薄物体厚度测量64
一、实验目的64
二、实验仪器64
三、实验原理64
四、实验内容与步骤66
五、思考题66
六、实验注意事项67
3.6 基于夫琅禾费衍射实验的测量67
一、实验目的67
二、实验仪器67
三、实验原理67
四、实验内容与步骤73
五、思考题75
六、实验注意事项75
3.7 干涉法测定空气折射率75
一、实验目的76
二、实验仪器76
三、实验原理76
四、实验内容与步骤80
五、思考题81
六、实验注意事项82
3.8 验证马吕斯定律82
一、实验目的82
二、实验仪器82
三、实验原理82
四、实验内容与步骤83
五、思考题84
六、实验注意事项84
3.9 基于旋光效应的溶液浓度测量系统设计与实验84
一、实验目的84
二、实验仪器84
三、实验原理85
四、实验内容与步骤86
五、思考题87
六、实验注意事项87
3.10 用阿贝折射仪测量固体和液体的折射率87
一、实验目的87
二、实验仪器87
三、实验原理87
四、实验内容与步骤91
五、思考题93
六、实验注意事项93
3.11 自组望远镜93
一、实验目的93
二、实验仪器94
三、实验原理94
四、实验内容与步骤97
五、思考题98
六、实验注意事项98
3.12 自组投影仪99
一、实验目的99
二、实验仪器99
三、实验原理99
四、实验内容与步骤100
五、思考题101
六、实验注意事项101
3.13 光学显微镜的组装及放大率的测量102
一、实验目的102
二、实验仪器102
三、实验原理102
四、实验内容与步骤107
五、思考题108
六、实验注意事项108
3.14 像差系列实验108
一、实验目的108
二、实验仪器108
三、实验原理109
四、实验内容与步骤115
五、思考题117
六、实验注意事项117
3.15 景深及其影响参数的测量实验117
一、实验目的117
二、实验仪器117
三、实验原理117
四、实验内容与步骤118
五、思考题119
六、实验注意事项119
第4章 光电技术实验120
4.1 光照度测试实验122
一、实验目的122
二、实验仪器122
三、实验原理122
四、实验内容与步骤123
五、思考题123
六、实验注意事项123
4.2 光敏电阻特性测试实验124
一、实验目的124
二、实验仪器124
三、实验原理124
四、实验内容与步骤127
五、思考题133
六、实验注意事项134
4.3 光电二极管特性测试实验134
一、实验目的134
二、实验仪器134
三、实验原理134
四、实验内容与步骤139
五、思考题143
六、实验注意事项143
4.4 光敏三极管特性测试实验143
一、实验目的143
二、实验仪器144
三、实验原理144
四、实验内容与步骤146
五、思考题150
六、实验注意事项150
4.5 硅光电池特性测试实验150
一、实验目的150
二、实验仪器151
三、实验原理151
四、实验内容与步骤153
五、思考题158
六、实验注意事项158
4.6 雪崩光电二极管原理研究实验158
一、实验目的158
二、实验仪器159
三、实验原理159
四、实验内容与步骤161
五、思考题165
六、实验注意事项166
4.7 PIN光电二极管原理研究实验166
一、实验目的166
二、实验仪器166
三、实验原理166
四、实验内容与步骤170
五、思考题174
六、实验注意事项175
4.8 色敏二极管特性测试实验175
一、实验目的175
二、实验仪器175
三、实验原理175
四、实验内容与步骤176
五、思考题178
六、实验注意事项178
4.9 光电倍增管特性测试实验179
一、实验目的179
二、实验仪器179
三、实验原理179
四、实验内容与步骤181
五、思考题183
六、实验注意事项183
附录A 折射率测量参考表184
附录B 常用的图像照明方式187
附录C 上升响应时间测量示例188
参考文献189