光電信息科學與工程專業實驗 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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於清旭 編

圖書標籤:

• 光電信息科學與工程
• 實驗教學
• 光電子技術
• 信息科學
• 工程教育
• 高等教育
• 大學教材
• 實踐課程
• 實驗報告
• 光通信

齣版社： 大連理工大學齣版社

ISBN：9787568502825

版次：1

商品編碼：11884322

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-02-01

用紙：膠版紙

頁數：220

字數：328000

正文語種：中文

內容簡介

　　光電信息科學與工程專業實驗課為該專業三-四年級必修課。《光電信息科學與工程專業實驗》圍繞實驗涉及的內容對相應的原理、實驗和應用背景做瞭簡要的闡述。《光電信息科學與工程專業實驗》內容包括緒論、計算機信號采集和處理基礎、光縴光學基礎實驗、光縴通信基礎實驗、光縴傳感技術基礎、激光光譜測量技術等六章，共包括20個實驗。

目錄

第1章 緒論
1．1 光電信息科學與工程專業概述
1．2 光電信息科學與工程專業實驗簡介

第2章 計算機信號采集和處理基礎
2．1 虛擬儀器技術和LabVIEw軟件平颱基礎
2．2 LabVIEw虛擬儀器程序設計（實驗1）
2．3 基於LabVIEW的虛擬儀器測量（實驗2）
2．4 基於LabVIEw的數字圖像處理（實驗3）
2．5 基於LabVIEW的數字圖像采集與測量（實驗4）

第3章 光縴光學基礎實驗
3．1 光縴的結構與分類
3．2 光縴的損耗與色散特性
3．3 光縴模場的觀測和固定連接方法（實驗5）
3．4 光縴及光縴無源器件的損耗測量（實驗6）

第4章 光縴通信基礎實驗
4．1 光縴通信技術概述
4．2 光縴波分復用通信（實驗7）
4．3 摻鉺光縴放大器原理及光譜特性測量（實驗8）
4．4 摻鉺光縴激光器輸齣特性測量（實驗9）
4．5 微波光縴傳輸（實驗10）

第5章 光縴傳感技術基礎
5．1 光縴傳感器原理概述
5．2 強度調製型光縴傳感器（實驗11）
5．3 基於光縴布拉格光柵的應變和溫度傳感器（實驗12）
5．4 基於光縴法布裏一珀羅乾涉儀的應變和溫度傳感器（實驗13）
5．5 光縴白光乾涉儀（實驗14）

第6章 激光光譜測量技術
6．1 激光和激光光譜學概述
6．2 可調諧CO2分子激光器及其輸齣特性研究（實驗15）
6．3 光聲光譜微量氣體檢測技術（實驗16）
6．4 近紅外氣體吸收光譜測量（實驗17）
6．5 基於氬離子激光器的拉曼光譜測量（實驗18）
6．6 激光誘導熒光光譜（實驗19）
6．7 基於電尋址液晶光閥的光信息綜閤實驗（實驗20）

附錄
參考文獻

前言/序言

光電信息科學與工程專業實驗 內容簡介 本書是一本麵嚮光電信息科學與工程專業學生精心編撰的實驗教材，旨在通過係統性的實驗教學，幫助學生深入理解光電信息科學與工程領域的核心概念、基本原理和關鍵技術。實驗內容涵蓋瞭光電信號的産生、傳輸、處理、檢測以及與信息科學的交叉融閤等多個方麵，力求理論與實踐相結閤，培養學生紮實的專業基礎、優秀的實踐動手能力以及獨立解決工程問題的能力。 第一章 光學基礎實驗 本章重點關注光的基本性質及其在工程中的應用。 光的乾涉與衍射：通過楊氏雙縫乾涉、菲涅耳單縫衍射等經典實驗，學生將親身觀察並測量光的波動性，理解乾涉條紋和衍射圖樣的形成機理，以及它們在測量、成像等領域的應用。實驗將涉及激光器的使用、光學元件的搭建與調整、以及對實驗數據的精確測量與分析。學生需要掌握如何利用乾涉和衍射現象進行波長測量、光闌尺寸測量等，並思考其在光學儀器設計中的意義。 光的偏振：本實驗旨在讓學生理解光的偏振現象，掌握不同偏振片的特性，並瞭解偏振在液晶顯示、光通信、光學測量等方麵的應用。通過實驗，學生將學習如何産生、檢驗和控製光的偏振狀態，例如利用起偏器和檢偏器測量光的偏振度，以及觀察綫偏振光通過波片後變為圓偏振光或橢圓偏振光的現象。這有助於學生理解偏振復用技術在提高信息傳輸容量中的作用。 幾何光學成像：本章通過透鏡成像、組閤透鏡成像、望遠鏡、顯微鏡等實驗，讓學生深入理解光的傳播規律，掌握光學成像的原理。學生將學習如何搭建光學係統，測量透鏡的焦距，分析成像的放大率、清晰度等，並動手組裝簡單的成像係統。這將為理解光電探測器前的成像光學設計打下基礎。 激光器原理與應用：本實驗介紹常見激光器的基本工作原理，如氣體激光器、半導體激光器等，並展示激光在測量、通信、材料加工等領域的應用。學生將瞭解激光器的腔體結構、增益介質、抽運方式等，並通過實驗觀察激光器的光束特性（如單色性、方嚮性、相乾性），學習如何進行激光安全操作。 第二章 光電信號的産生與探測 本章聚焦於光信號的産生機製以及如何將其轉換為電信號，這是光電信息技術的核心環節。 光電導效應與光電導探測器：學生將學習光電導材料（如CdS、CdSe）的光電導特性，理解光照強度如何影響材料的電導率。通過搭建光電導傳感器電路，測量不同光照強度下的輸齣電壓，學習其在光敏開關、光強度計等方麵的應用。 光伏效應與光伏探測器：本實驗介紹半導體p-n結的光伏效應，理解光子能量如何轉化為電能。學生將使用太陽能電池等器件，測量其在不同光照強度和負載下的輸齣特性，學習光伏器件的效率參數，並瞭解其在光伏發電、光電轉換等領域的應用。 光電倍增管（PMT）原理與應用：本實驗旨在讓學生理解光電倍增管的工作原理，學習其超高靈敏度的探測能力。通過實驗，學生將瞭解光電陰極、倍增極等結構，並嘗試測量微弱光信號。這將為理解高靈敏度光探測在科學研究和工程應用中的重要性提供感性認識。 半導體光電探測器（PIN管、雪崩管）：本章重點介紹PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）的工作原理和性能特點。學生將測量這些探測器的響應速度、量子效率、噪聲等參數，並進行對比分析。這將幫助學生理解不同探測器在光通信、激光測距等領域的適用性。 CCD與CMOS圖像傳感器：本實驗介紹CCD和CMOS圖像傳感器的基本結構和成像原理。學生將瞭解像素單元的光電轉換和電荷傳輸過程，並嘗試使用簡單的圖像采集設備進行圖像獲取和初步處理。這將為理解數字圖像的形成和處理提供基礎。 第三章 光信息傳輸與調製 本章關注如何利用光信號承載和傳輸信息。 光縴傳輸特性：本實驗介紹光縴的基本類型（單模、多模）和結構，理解光在光縴中的傳播機理。學生將學習光縴的數值孔徑、截止波長等參數，並通過實驗測量光縴的損耗（如彎麯損耗、連接損耗）和色散。這將為理解光縴通信係統的性能提供基礎。 光信號的調製：本章介紹常見的幾種光信號調製方式，如強度調製、相位調製等。學生將學習如何利用電信號控製光源的輸齣（如LED、半導體激光器），實現光信號的調製。通過示波器等儀器觀察調製信號的時域波形，理解調製信號對信息承載能力的影響。 光電耦閤器：本實驗介紹光電耦閤器的工作原理，理解其如何實現電信號與光信號之間的隔離傳輸。學生將搭建光電耦閤器電路，測試其傳輸特性，如隔離度、傳輸速率等，並瞭解其在電路隔離、信號傳遞中的應用。 光調製器的基本原理與應用：本章介紹電光調製器、聲光調製器等基本調製器件的原理。學生將瞭解這些器件如何利用外加電場或聲場來改變光的傳播特性，從而實現對光的調製。通過實驗觀察不同調製方式下的光輸齣特性。 第四章 光信息處理與識彆 本章探討如何對光信號進行處理、分析和提取有用信息。 光學信息處理（全息技術）：本實驗介紹全息記錄和再現的原理，學生將學習如何製作簡單的全息圖，並理解其三維成像特性。這將為理解光學信息存儲和處理的潛力提供直觀認識。 數字圖像處理基礎：本章通過一係列實驗，讓學生掌握基本的數字圖像處理算法，如圖像增強（亮度、對比度調整）、圖像濾波（平滑、銳化）、邊緣檢測等。學生將學習使用圖像處理軟件或編程語言（如MATLAB、Python）實現這些算法，並理解它們在圖像去噪、特徵提取等方麵的作用。 模式識彆與光學特徵提取：本實驗介紹利用光學方法或計算機視覺技術進行模式識彆。例如，通過霍夫變換檢測直綫或圓，或者利用模闆匹配進行目標識彆。學生將學習如何提取圖像中的關鍵特徵，並利用這些特徵進行分類或識彆。 光電檢測係統設計：本章結閤前幾章的知識，引導學生進行簡單的光電檢測係統設計。例如，設計一個簡易的光強自動控製係統，或者一個基於光電傳感器的距離測量係統。學生需要綜閤考慮光源、傳感器、信號處理電路的設計，並進行初步的係統集成和測試。 第五章 光通信與光網絡基礎 本章將光電技術與通信工程相結閤，介紹光通信的基本原理和係統構成。 光收發模塊的搭建與測試：學生將學習如何將激光器、光縴、光電探測器等元件組閤成一個基本的光收發模塊。通過實驗，測量其傳輸距離、誤碼率等性能指標，並理解光通信鏈路的構成。 光信號的復用技術：本實驗介紹波分復用（WDM）的基本原理，理解如何利用不同波長的光信號承載不同的信息。學生將嘗試使用波分復用器件，觀察不同信道的光信號。這將為理解現代光通信網絡的高效傳輸提供概念性認識。 光網絡節點與拓撲：本章通過仿真或簡單的物理實驗，介紹光交換、光路由等基本概念，以及不同光網絡拓撲結構（如總綫型、星型）的特點。學生將理解光信號在網絡中的傳輸路徑和交換方式。 第六章 光電集成與現代光電子器件 本章關注光電技術的集成化發展趨勢以及一些現代光電子器件。 光電子集成電路（PIC）初步：本實驗介紹光電子集成電路的基本概念，瞭解如何將多個光電子功能單元集成到同一芯片上。通過介紹一些典型的PIC應用，如光收發模塊集成、光開關陣列等，讓學生對光電集成技術的發展方嚮有所瞭解。 LED陣列與顯示技術：本章介紹LED作為顯示元件的應用。學生將瞭解LED陣列的驅動方式，以及其在顯示屏、指示器等方麵的應用。通過實驗，觀察LED陣列的亮度、顔色均勻性等。 光傳感技術在物聯網中的應用：本章將光電探測技術與物聯網概念相結閤，介紹各種光傳感器在環境監測、智能傢居、工業自動化等領域的應用。例如，光電編碼器在位移測量中的應用，或者光電傳感器在物體存在檢測中的應用。 實驗要求與評估 每項實驗都將提供詳細的實驗指導書，包括實驗目的、原理、儀器設備、實驗步驟、數據記錄錶格以及思考題。學生在實驗過程中需要嚴格按照實驗步驟操作，注意實驗安全，並認真記錄實驗數據。實驗結束後，學生需要提交詳細的實驗報告，報告應包括實驗目的、原理概述、實驗裝置、實驗數據及處理結果、實驗結果分析、誤差分析以及對實驗的體會和建議。 實驗評估將綜閤考慮學生在實驗過程中的錶現（如操作熟練度、安全意識、團隊協作能力）、實驗數據的準確性、實驗報告的完整性和深度、以及對實驗問題的思考和解答能力。 結論 通過本教材的係統性實驗學習，學生將不僅能夠掌握光電信息科學與工程專業的核心理論知識，更重要的是能夠具備獨立設計、搭建、調試和分析光電信息係統和器件的能力。這些實踐經驗將為學生未來從事科研、工程設計、技術開發等工作奠定堅實的基礎，並使其能夠深刻理解和應對光電信息技術領域不斷湧現的新挑戰與新機遇。本書旨在培養具有創新精神和工程實踐能力的未來光電信息科學與工程領域的專業人纔。

評分☆☆☆☆☆

說實話，在翻閱《光電信息科學與工程專業實驗》之前，我對“專業實驗”的印象還停留在比較基礎的演示性操作上。然而，這本書在我的預期之外，給我帶來瞭不少驚喜。我注意到書中對實驗的分類和組織方式似乎很有條理，是否涵蓋瞭從基礎光學原理到復雜的集成係統等多個層次的實驗內容？我希望能看到一些能夠模擬真實工程場景的實驗設計，例如，涉及到光信號的調製解調，或者利用光電器件構建簡易的測量係統。我對書中是否提供瞭詳細的實驗數據分析方法非常感興趣，比如如何進行誤差分析，如何解讀頻譜圖或者時域信號，以及如何使用一些常用的專業軟件輔助實驗。另外，我還在思考，這本書是否能夠幫助我理解不同光電器件（如LED、激光器、光電二極管、CCD/CMOS傳感器等）的工作特性及其在實際係統中的應用？我期望這本書能夠像一位經驗豐富的導師，在我的實驗探索之路上給予我清晰的指引和啓發，讓我能夠真正地“玩轉”光電信息技術。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對光學和信息交叉領域充滿好奇心的讀者，偶然間發現瞭這本《光電信息科學與工程專業實驗》。我一直覺得，理論學習再紮實，如果不能落地實踐，終究是空中樓閣。這本書的齣現，恰恰滿足瞭我這種渴望動手探索的需求。我特彆關注書中實驗的創新性，是否能涵蓋一些當前光電信息領域的前沿技術或者熱門應用？比如，關於激光技術、光縴通信、圖像處理、傳感器技術等方麵的實驗，是否能有一些令人眼前一亮的設計？我更希望書中不僅僅是羅列實驗步驟，而是能深入淺齣地解釋每個實驗背後的物理原理和工程意義。能否引導讀者思考實驗結果可能受到的影響因素，以及如何通過改進實驗來獲得更優的結果？此外，實驗報告的撰寫指導也是我非常看重的一部分，好的實驗報告不僅是對實驗過程的記錄，更是對實驗結果的分析和總結，能有效提升讀者的科學思維和錶達能力。我對這本書的期望，是它能夠成為一本集理論指導、實踐操作、前沿探索和能力培養於一體的寶貴學習資源。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對前沿技術抱有濃厚興趣的學習者，對“光電信息科學與工程”這個跨學科領域尤為著迷。在尋找能夠係統性提升我這方麵實踐能力的資源時，我看到瞭《光電信息科學與工程專業實驗》。我尤其關注書中實驗的深度和廣度。它是否能夠覆蓋到諸如激光應用、光通信係統、光電探測、信息編碼與解碼、甚至一些與人工智能相關的光電交叉領域？我希望書中提供的實驗不僅操作性強，更具有一定的挑戰性，能夠促使我去思考如何優化實驗參數，如何設計更高效的實驗方案。我還在期待，書中是否能夠對不同實驗所需的關鍵器件和核心技術進行深入的剖析，例如，不同類型激光器的特性比較，光縴的模式傳播原理，或者CMOS圖像傳感器的像素讀齣機製。我期望這本實驗書能夠成為我連接理論學習與實際工程應用之間的橋梁，幫助我從一個理論學習者，蛻變為一個能夠獨立思考和動手解決光電信息領域實際問題的工程師。

評分☆☆☆☆☆

初拿到這本《光電信息科學與工程專業實驗》，我對它的期待值其實是蠻高的。畢竟，這個專業方嚮本身就充滿瞭科技感和未來感，能將抽象的理論知識轉化為實際操作，我一直認為是非常有價值的學習方式。這本書的封麵設計簡潔大氣，帶著一絲嚴謹的學術氣息，讓我覺得裏麵的內容一定紮實可信。我尤其關注的是它是否能很好地銜接課堂上學到的理論，把那些公式和概念變得生動形象。我希望這本書裏的實驗設計能夠邏輯清晰，步驟明確，即使是初學者也能循序漸進地掌握。同時，實驗器材的介紹和使用方法也應該詳細到位，畢竟很多實驗設備都是價值不菲且操作精密的。我還會留意書中是否提供瞭一些拓展性的思考題或者進階實驗，這能幫助我更深入地理解實驗原理，培養獨立解決問題的能力。總而言之，我期望這本書能成為我在光電信息科學與工程領域學習路上的得力助手，不僅讓我學到知識，更能激發我對這個學科的熱情和興趣。

評分☆☆☆☆☆

作為一名已經接觸過一些光電基礎知識的學生，我一直渴望找到一本能夠真正將理論與實踐緊密結閤的實驗教材。這本《光電信息科學與工程專業實驗》吸引我的地方在於，我希望能看到其中包含的實驗能夠幫助我深入理解光與電的相互作用，以及它們如何在信息傳遞和處理中發揮作用。我特彆留意書中的實驗是否能夠引導我去思考光信號的産生、傳輸、檢測和處理等一係列過程。比如，關於光縴通信的實驗，是否能讓我理解不同調製方式對傳輸速率和質量的影響？關於圖像傳感器的實驗，是否能讓我瞭解像素結構、量子效率以及噪聲對成像質量的重要性？我希望這本書的實驗設計不僅僅是“知其然”，更能讓我“知其所以然”，通過動手操作，真正領悟光電信息科學的核心思想。我對這本書的期望，是它能夠幫助我建立起對復雜光電係統的整體認知，並培養齣紮實的工程實踐能力，為我未來的學習和職業發展打下堅實的基礎。