光电信息与光电子综合实验

本书内容主要包括光电信息技术综合性实验、光电信息技术设计性实验、光电信息技术创新性实验、光学器件组装与检验、光电子器件的制备与测试。本书从光电信息技术在生产和生活中的应用出发，根据光电信息技术相关专业实验课程教学的需要而编写，是一本集综合性、设计性、创新性于一体的“三性实验”教材。 本书可作为高等学校光电信息科学与工程类专业、测控技术与仪器专业、应用物理学专业的本科生和研究生的实验教材，也可供工程技术人员参考使用。

郭杰荣【主编】【现当代】 ———————————————————— 郭杰荣，电气工程博士，教授，硕士研究生导师，湖南文理学院。主要研究方向是光电信息技术及应用。担任中国光学学会高级会员，湖南省普通高校电子信息类专业教学指导委员会委员、湖南省光学学会常务理事。主持并参与完成湖南省战略性新型产业科技攻关与重大科技成果转化等项目10余项。获发明专利5项、实用新型发明专利及软件著作权6项，出版学术专著、教材各1部，发表论文40余篇，作为主要完成人获省级教学成果二等奖2项。主持获得湖南省级科技进步奖三等奖、省级教学成果三等奖、常德市科技进步奖一等奖各1项。主持建设省级虚拟仿真实验教学中心、省级虚拟仿真一流课程、校企联合人才培养基地。 刘长青【主编】【现当代】 ———————————————————— 刘长青，博士，副教授，湖南文理学院。电子科学与技术湖南省一流本科专业建设点主要成员、湖南省重点实验室光电信息集成与光学制造主要成员，湖南省光电信息虚拟仿真实验教学中心主要成员，先后参与和承担了国家自然科学基金项目、湖南省自然科学基金、湖南省教育厅科学研究项目7项，相关成果发表在Physica A、AIP Advances、红外与激光工程等国际知名学术刊物上。 周春晓【主编】【现当代】 ———————————————————— 周春晓，博士，湖南文理学院。“光电信息集成与光学制造技术”湖南省重点实验室主要成员。先后承担和参与国家自然科学基金项目、湖南省教育厅科学研究项目6项，在Phys. Rev. C、J. Phys. B、 J. Opt. Soc. Am. B等国际知名学术刊物上发表论文10余篇。参与建设湖南省一流本科专业“电子科学与技术”，以及湖南省一流本科课程《信号与系统》。

第1章　光电信息技术综合性实验 1 1.1　光学组合器件设计综合实验 1 1.1.1　概述 1 1.1.2　实验原理 2 1.1.3　参考方案 4 1.1.4　实验测试方案 7 1.2　连续空间频率传递函数的测量实验 8 1.2.1　概述 8 1.2.2　实验原理 9 1.2.3　参考方案 11 1.2.4　实验测试方案 11 1.3　数字式光学传递函数的测量和像质评价实验 12 1.3.1　概述 12 1.3.2　实验原理 13 1.3.3　参考方案 14 1.3.4　实验测试方案 15 1.4　机器视觉典型应用综合实验 15 1.4.1　概述 15 1.4.2　实验原理 18 1.4.3　参考方案 22 1.4.4　实验测试方案 22 1.5　光学动态三维测量综合实验 23 1.5.1　概述 23 1.5.2　实验原理 24 1.5.3　参考方案 29 1.5.4　实验测试方案 30 1.6　空间光调制器相位调制模式的参数测量及标定实验 31 1.6.1　概述 31 1.6.2　实验原理 32 1.6.3　参考方案 33 1.6.4　实验测试方案 34 1.7　激光原理与技术综合实验 35 1.7.1　概述 35 1.7.2　实验原理 36 1.7.3　参考方案 43 1.7.4　实验测试方案 45 1.8　半导体泵浦固体激光器调Q与倍频综合实验 48 1.8.1　概述 48 1.8.2　实验原理 48 1.8.3　参考方案 52 1.8.4　实验测试方案 53 1.9　光纤传感综合实验 55 1.9.1　概述 55 1.9.2　实验原理 55 1.9.3　参考方案 64 1.9.4　实验测试方案 65 1.9.5　实验结果及分析 66 第2章　光电信息技术设计性实验 67 2.1　光学镜头的设计 67 2.1.1　概述 67 2.1.2　实验原理 68 2.1.3　设计参考 76 2.1.4　实验测试方案 80 2.2　数字全息实验 88 2.2.1　概述 88 2.2.2　实验原理 89 2.2.3　设计参考 98 2.2.4　实验测试方案 101 2.3　相机标定系统的设计 102 2.3.1　概述 102 2.3.2　实验原理 102 2.3.3　设计参考 106 2.3.4　实验测试方案 108 2.4　无刷直流伺服电机PWM控制系统的开发与设计 108 2.4.1　概述 108 2.4.2　实验原理 109 2.4.3　设计参考 109 2.4.4　实验测试方案 111 2.5　有刷直流伺服电机PWM控制系统的开发与设计 119 2.5.1　概述 119 2.5.2　实验原理 119 2.5.3　设计参考 122 2.5.4　实验测试方案 124 2.6　聚合物光纤数据传输链路实验 133 2.6.1　概述 133 2.6.2　实验原理 134 2.6.3　设计参考 142 2.6.4　实验测试方案 143 2.7　光通信系统的信号分插复用模拟实验 144 2.7.1　概述 144 2.7.2　实验原理 144 2.7.3　设计参考 148 2.7.4　实验测试方案 149 2.8　波分复用光通信模拟实验 149 2.8.1　概述 149 2.8.2　实验原理 150 2.8.3　设计参考 152 2.8.4　实验测试方案 153 2.9　掺铒光纤放大器实验 154 2.9.1　概述 154 2.9.2　实验原理 155 2.9.3　实验装置 158 2.9.4　设计参考方案 158 第3章　光电信息技术创新性实验 161 3.1　OCR识别研究实验 161 3.1.1　概述 161 3.1.2　实验原理 161 3.1.3　参考方案 164 3.1.4　实验测试方案 164 3.2　机器视觉软件处理方法研究实验 164 3.2.1　概述 164 3.2.2　实验原理 165 3.2.3　参考方案 170 3.2.4　实验测试方案 171 3.3　条码检测方法研究实验 172 3.3.1　概述 172 3.3.2　实验原理 172 3.3.3　参考方案 176 3.3.4　实验测试方案 178 3.4　LED发光器件光色电参数测试实验 178 3.4.1　概述 178 3.4.2　实验原理 179 3.4.3　设计参考 190 3.5　彩色显示屏光色测试实验 195 3.5.1　概述 195 3.5.2　实验原理 195 3.5.3　设计参考 196 3.6　利用反射光谱测定印刷品质量实验 198 3.6.1　概述 198 3.6.2　实验原理 200 3.6.3　设计参考 205 3.7　利用透射光谱测定滤光片透过率实验 208 3.7.1　概述 208 3.7.2　实验原理 208 3.7.3　设计参考 208 3.8　利用等离子体光谱测定气体成分实验 210 3.8.1　概述 210 3.8.2　实验原理 211 3.8.3　设计参考 211 3.9　利用白光干涉测定薄膜厚度实验 212 3.9.1　概述 212 3.9.2　实验原理 213 3.9.3　设计参考 215 第4章　光学器件组装与检验 217 4.1　光学器件清洁包装、光洁度检测 217 4.1.1　引言 217 4.1.2　原理与知识点 218 4.1.3　实训内容 225 4.2　光学器件面型与外形检测 226 4.2.1　引言 226 4.2.2　原理与知识点 226 4.2.3　实训内容 229 4.3　光学器件抛光面的形位公差检测 229 4.3.1　引言 229 4.3.2　原理与知识点 229 4.3.3　实训内容 233 4.4　光学棱镜检测 234 4.4.1　引言 234 4.4.2　原理与知识点 235 4.4.3　实训内容 238 4.5　系统焦距检测 239 4.5.1　引言 239 4.5.2　原理与知识点 239 4.5.3　实训内容 242 4.6　光学系统像差检测 244 4.6.1　引言 244 4.6.2　原理与知识点 244 4.6.3　实训内容 249 4.7　光学系统刀口仪像差检测 255 4.7.1　引言 255 4.7.2　原理与知识点 255 4.7.3　实训内容 258 第5章　光电子器件的制备与测试 260 5.1　产品展示与认知实训 260 5.1.1　引言 260 5.1.2　原理与知识点 261 5.2　光纤切割与光纤插针的制备实训 264 5.2.1　引言 264 5.2.2　原理与知识点 265 5.2.3　实训工艺 267 5.3　光纤端面研磨实训 269 5.3.1　引言 269 5.3.2　原理与知识点 269 5.3.3　实训工艺 270 5.4　光纤端面检测实训 271 5.4.1　引言 271 5.4.2　原理与知识点 271 5.4.3　实训工艺 272 5.5　器件外观尺寸检验实训 274 5.5.1　引言 274 5.5.2　原理与知识点 274 5.5.3　实训工艺 275 5.6　光通信器件光纤耦合实训 276 5.6.1　引言 276 5.6.2　原理与知识点 276 5.6.3　实训工艺 278 5.7　激光焊接制备实训 279 5.7.1　引言 279 5.7.2　原理与知识点 280 5.7.3　实训工艺 280 5.8　产品终检及成品包装实训 283 5.8.1　引言 283 5.8.2　原理与知识点 284 5.8.3　实训工艺 285