長(zhǎng)春理工大學(xué)

《光電檢測(cè)技術(shù)》考試大綱

一、課程性質(zhì)

專業(yè)基礎(chǔ)課。

二、適用科學(xué)

儀器科學(xué)與技術(shù)、光學(xué)工程(包括專業(yè)型碩士：儀器儀表工程、光學(xué)工程)。

三、試卷結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)知識(shí)占60%，應(yīng)用能力占40%。

四、參考書目

教材：徐熙平、張寧編著，光電檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，2016

參考：雷玉堂主編，光電檢測(cè)技術(shù)，中國(guó)計(jì)量出版社，2009

王慶有主編，光電傳感應(yīng)用技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2011

五、考試內(nèi)容與基本要求

第一章 緒論

[考試要求]光電檢測(cè)技術(shù)及特點(diǎn)、光電檢測(cè)系統(tǒng)的組成。

[考試內(nèi)容]光電檢測(cè)技術(shù)、光電檢測(cè)系統(tǒng)的組成。

第二章 光電檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)

[考試要求] 輻射度量和光度量的基本概念，半導(dǎo)體的物理基礎(chǔ)，半導(dǎo)體對(duì)光的吸收，各類光電效應(yīng)概念，光電器件的基本參數(shù)。

[考試內(nèi)容] 輻射度量和光度量的基本概念

半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)：半導(dǎo)體特性、能帶、半導(dǎo)體導(dǎo)電結(jié)構(gòu)、載流子的運(yùn)動(dòng)，PN結(jié)、半導(dǎo)體對(duì)光的吸收;

內(nèi)光電效應(yīng)：光電導(dǎo)效應(yīng)、光生伏特效應(yīng);

外光電效應(yīng);

光電器件常用的各種基本參數(shù)。

第三章 光電檢測(cè)器件

[考試要求]光電導(dǎo)器件、光生伏特器件、光電發(fā)射器件、熱輻射探測(cè)器件、熱釋電器件、光電耦合器件和圖像傳感器件等各種光電傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性參數(shù)和使用方法，關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算等。

[考試內(nèi)容]光電導(dǎo)器件：光敏電阻;

光生伏特器件：光敏二極管、硅光電池、光敏晶體管、光電位置敏感器件;

光電發(fā)射器件：光電倍增管;

熱輻射探測(cè)器件：熱敏電阻、熱電偶、熱電堆;

熱釋電器件：工作原理，居里溫度，熱釋電器件優(yōu)點(diǎn);

光耦合器件：定義、原理、如何用光耦合器件組成簡(jiǎn)單的邏輯電路?

圖像傳感器：電荷耦合器件、CMOS圖像傳感器、紅外熱成像、圖像的增強(qiáng)與變像。

第四章 半導(dǎo)體發(fā)光管與激光器

[考試要求] 發(fā)光二極管、激光器等常用光源的工作原理、特性及其應(yīng)用。

[考試內(nèi)容]發(fā)光二極管：發(fā)光機(jī)理、應(yīng)用;

半導(dǎo)體激光器：發(fā)光機(jī)理、結(jié)構(gòu);

幾種典型的激光器：氣體激光器、固體激光器結(jié)構(gòu)。

第五章 輻射信號(hào)檢測(cè)

[考試要求] 輻射信號(hào)檢測(cè)的方法，如直接檢測(cè)、光外差檢測(cè)、基于幾何光學(xué)方法的光電信息變換檢測(cè)、溫度檢測(cè)、莫爾條紋檢測(cè)，并結(jié)合實(shí)際舉例說(shuō)明了如何使用調(diào)制盤檢測(cè)、投影放大法、光三角法、光掃描法、光焦點(diǎn)法等進(jìn)行長(zhǎng)、寬尺寸測(cè)量的原理、結(jié)構(gòu)，典型信號(hào)檢測(cè)的優(yōu)缺點(diǎn)。

[考試內(nèi)容]直接探測(cè)法：光學(xué)系統(tǒng)、調(diào)制盤;

光外差探測(cè)法：探測(cè)原理、光外差探測(cè)的特性;

幾何光學(xué)方法的光電信息變換：長(zhǎng)、寬、位移、速度;

莫爾條紋特點(diǎn)及特性參數(shù)計(jì)算。

第六章 光電檢測(cè)系統(tǒng)典型電路

[考試要求] 常用的光電傳感器如光敏電阻、光敏二極管、CCD電荷耦合器件等對(duì)應(yīng)的典型電路，并舉例說(shuō)明了使用可編程邏輯器件進(jìn)行CCD驅(qū)動(dòng)的方法，視頻信號(hào)的二值化處理方法，光電信號(hào)常用的辨向處理和細(xì)分電路。

[考試內(nèi)容]光敏電阻的變換電路：基本偏置、恒流電路、恒壓電路;

光生伏特器件的偏置電路：反偏、零偏;

CCD器件驅(qū)動(dòng)電路：驅(qū)動(dòng)電路時(shí)序方法、可編程器件產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)時(shí)序;

視頻信號(hào)二值化處理電路：閾值法、微分法;

常用的光電信號(hào)辨向處理與細(xì)分電路。

第七章 微弱信號(hào)檢測(cè)

[考試要求] 相關(guān)函數(shù)及相關(guān)接收、相敏檢波的基本概念和原理，鎖相放大器、取樣積分器、光子計(jì)數(shù)器的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。

[考試內(nèi)容] 相關(guān)函數(shù)及相關(guān)接收、相敏檢波的基本概念和原理

常用的微弱信號(hào)檢測(cè)的方法如鎖相放大器、取樣積分器、光子計(jì)數(shù)器，各種方法對(duì)應(yīng)的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。

第八章 外形尺寸檢測(cè)

[考試要求] 光電檢測(cè)技術(shù)在外形尺寸檢測(cè)方面的應(yīng)用。

[考試內(nèi)容]模擬變換檢測(cè)法;

光電掃描檢測(cè)法：光學(xué)掃描法、電掃描法;

CCD自掃描檢測(cè)法;

光電三維形貌檢測(cè)原理、應(yīng)用及特點(diǎn)。

第九章 位移量檢測(cè)

[考試要求] 光電檢測(cè)技術(shù)在位移量檢測(cè)方面的應(yīng)用、設(shè)計(jì)。

[考試內(nèi)容]激光干涉位移檢測(cè)：激光干涉原理、激光干涉儀;

光柵線位移檢測(cè)：光柵尺、光源和光強(qiáng)調(diào)制、前置放大器;

光柵角位移檢測(cè)：編碼器、讀數(shù)和細(xì)分、狹縫及光電信號(hào)、編碼器誤差;

軸向位移測(cè)量;

光三角位移測(cè)量原理、特點(diǎn)及應(yīng)用;

激光測(cè)距：脈沖法、相位法測(cè)量原理、精度設(shè)計(jì)。

第十章 光電外觀檢測(cè)

[考試要求] 光電檢測(cè)技術(shù)在外觀檢測(cè)方面的應(yīng)用。

[考試內(nèi)容] 外觀檢測(cè)的方式和原理：反射式與透射式外觀檢測(cè)、正反射式與非正反射式檢測(cè)、掃描方式;

光電變換器：疵病信號(hào)、光源選擇;

信號(hào)處理及檢測(cè)裝置：通量式疵病信號(hào)的處理方法、檢測(cè)裝置;

表面粗糙度檢測(cè)：激光外差法檢測(cè)粗糙度原理;

內(nèi)表面疵病檢測(cè)：管道內(nèi)表面疵病檢測(cè)系統(tǒng)組成、工作原理與特點(diǎn)。

第十一章 光纖傳感測(cè)量

[考試要求] 光導(dǎo)纖維的基本知識(shí)以及光纖傳感器的原理和應(yīng)用。確定度和擴(kuò)展不確定度的求取方法;掌握正確表示測(cè)量結(jié)果的方式。

[考試內(nèi)容] 光導(dǎo)纖維的基本知識(shí)：光纖傳光原理、光纖分類、光纖的基本特性;

光纖傳感器原理及應(yīng)用：光纖傳感器分類與特點(diǎn)。

第十二章 光電檢測(cè)技術(shù)的綜合應(yīng)用

[考試要求] 光電檢測(cè)技術(shù)的綜合應(yīng)用，如光電多功能二維自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、曲臂光電綜合測(cè)量系統(tǒng)、飛輪齒圈總成圓跳動(dòng)非接觸檢測(cè)系統(tǒng)、管道直線度光電檢測(cè)系統(tǒng)。

[考試內(nèi)容] 會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的光電檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。