光电检测技术考试大纲一、课程性质专业基础课。二、适用科学仪器科学与技术、光学工程(包括专业型硕士：仪器仪表工程、光学工程)。三、试卷结构基础知识占 60，应用能力占 40。四、参考书目教材：徐熙平、张宁编著，光电检测技术及应用，机械工业出版社，2016参考：雷玉堂主编，光电检测技术，中国计量出版社，2009王庆有主编，光电传感应用技术，机械工业出版社，2011五、考试内容与基本要求第一章 绪论考试要求光电检测技术及特点、光电检测系统的组成。考试内容光电检测技术、光电检测系统的组成。第二章 光电检测技术基础考试要求 辐射度量和光度量的基本概念，半导体的物理基础，半导体对光的吸收，各类光电效应概念，光电器件的基本参数。考试内容 辐射度量和光度量的基本概念半导体物理基础：半导体特性、能带、半导体导电结构、载流子的运动，PN 结、半导体对光的吸收；内光电效应：光电导效应、光生伏特效应；外光电效应；光电器件常用的各种基本参数。第三章 光电检测器件考试要求光电导器件、光生伏特器件、光电发射器件、热辐射探测器件、热释电器件、光电耦合器件和图像传感器件等各种光电传感器的结构、工作原理、特性参数和使用方法，关键参数计算等。考试内容光电导器件：光敏电阻；光生伏特器件：光敏二极管、硅光电池、光敏晶体管、光电位置敏感器件；光电发射器件：光电倍增管； 热辐射探测器件：热敏电阻、热电偶、热电堆；热释电器件：工作原理，居里温度，热释电器件优点；光耦合器件：定义、原理、如何用光耦合器件组成简单的逻辑电路？图像传感器：电荷耦合器件、CMOS 图像传感器、红外热成像、图像的增强与变像。第四章 半导体发光管与激光器考试要求 发光二极管、激光器等常用光源的工作原理、特性及其应用。考试内容发光二极管：发光机理、应用； 半导体激光器：发光机理、结构； 几种典型的激光器：气体激光器、固体激光器结构。第五章 辐射信号检测考试要求 辐射信号检测的方法，如直接检测、光外差检测、基于几何光学方法的光电信息变换检测、温度检测、莫尔条纹检测，并结合实际举例说明了如何使用调制盘检测、投影放大法、光三角法、光扫描法、光焦点法等进行长、宽尺寸测量的原理、结构，典型信号检测的优缺点。考试内容直接探测法：光学系统、调制盘； 光外差探测法：探测原理、光外差探测的特性； 几何光学方法的光电信息变换：长、宽、位移、速度；莫尔条纹特点及特性参数计算。 第六章 光电检测系统典型电路考试要求 常用的光电传感器如光敏电阻、光敏二极管、CCD 电荷耦合器件等对应的典型电路，并举例说明了使用可编程逻辑器件进行 CCD 驱动的方法，视频信号的二值化处理方法，光电信号常用的辨向处理和细分电路。考试内容光敏电阻的变换电路：基本偏置、恒流电路、恒压电路； 光生伏特器件的偏置电路：反偏、零偏； CCD 器件驱动电路：驱动电路时序方法、可编程器件产生驱动时序； 视频信号二值化处理电路：阈值法、微分法； 常用的光电信号辨向处理与细分电路。第七章 微弱信号检测考试要求 相关函数及相关接收、相敏检波的基本概念和原理，锁相放大器、取样积分器、光子计数器的原理、特点及应用。考试内容 相关函数及相关接收、相敏检波的基本概念和原理常用的微弱信号检测的方法如锁相放大器、取样积分器、光子计数器，各种方法对应的原理、特点及应用。第八章 外形尺寸检测考试要求 光电检测技术在外形尺寸检测方面的应用。考试内容模拟变换检测法；光电扫描检测法：光学扫描法、电扫描法； CCD 自扫描检测法；光电三维形貌检测原理、应用及特点。第九章 位移量检测考试要求 光电检测技术在位移量检测方面的应用、设计。考试内容激光干涉位移检测：激光干涉原理、激光干涉仪；光栅线位移检测：光栅尺、光源和光强调制、前置放大器； 光栅角位移检测：编码器、读数和细分、狭缝及光电信号、编码器误差； 轴向位移测量； 光三角位移测量原理、特点及应用；激光测距：脉冲法、相位法测量原理、精度设计。第十章 光电外观检测考试要求 光电检测技术在外观检测方面的应用。考试内容 外观检测的方式和原理：反射式与透射式外观检测、正反射式与非正反射式检测、扫描方式；光电变换器：疵病信号、光源选择；信号处理及检测装置：通量式疵病信号的处理方法、检测装置； 表面粗糙度检测：激光外差法检测粗糙度原理； 内表面疵病检测：管道内表面疵病检测系统组成、工作原理与特点。第十一章 光纤传感测量考试要求 光导纤维的基本知识以及光纤传感器的原理和应用。确定度和扩展不确定度的求取方法；掌握正确表示测量结果的方式。考试内容 光导纤维的基本知识：光纤传光原理、光纤分类、光纤的基本特性； 光纤传感器原理及应用：光纤传感器分类与特点。第十二章 光电检测技术的综合应用考试要求 光电检测技术的综合应用，如光电多功能二维自动检测系统、曲臂光电综合测量系统、飞轮齿圈总成圆跳动非接触检测系统、管道直线度光电检测系统。考试内容 会运用所学知识进行简单的光电检测系统设计。