光电及电子技术实验/高等院校光电专业实验系列教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张准，钟丽云 著

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• 电子技术
• 实验教学
• 高等教育
• 光电专业
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• 理工科
• 实践教学
• 光电子
• 电路实验

出版社： 广州暨南大学出版社有限责任公司

ISBN：9787566820846

版次：1

商品编码：12191951

包装：平装

丛书名： 高等院校光电专业实验系列教材

开本：16开

出版时间：2017-09-01

用纸：胶版纸

页数：182

字数：268000

内容简介

本书为光电专业实验系列教材之一。光电信息产业是21世纪国家重点支持的战略性产业，本套教材以基础性实验项目为主，将综合性和设计性实验项目融会贯通。教材实验内容层次分明，满足不同层次学生的实验教学需求；实验内容丰富，许多项目来自现实中的工程。本书可供光电信息科学与工程、信息工程、通信工程等专业的学生使用。

作者简介

张准，华南师范大学信息光电子科技学院教师，高级实验师，长期从事光信息处理和光电检测方面的教学和科研工作，担任激光原理及技术、数字图像处理和计算机程序设计等课程的教学工作。从事微纳光学成像、数字全息和生物单分子探测等方面的研究。

目录

序
第一编 数字电路实验
第二编 模拟电子技术实验
第三编 光电技术实验
参考文献

光电及电子技术实验：探索光的奥秘与电子的律动 本书《光电及电子技术实验》是高等院校光电专业实验系列教材的重要组成部分，旨在为光学工程、电子科学与技术、光电子学、通信工程等相关专业的学生提供一套系统、全面、深入的光电及电子技术实验指导。本书不仅涵盖了光电技术和电子技术的核心理论知识，更着重于通过实践操作，帮助学生理解和掌握这些理论的实际应用。 一、 实验宗旨与特色 本书的编写秉承“理论联系实际、动手能力培养、科学思维塑造”的宗旨。我们深知，光电及电子技术领域的发展日新月异，扎实的理论基础固然重要，但更关键的是能否将理论转化为解决实际问题的能力。因此，本书的实验设计紧密围绕当前光电及电子技术的研究前沿和工业应用需求，力求让学生在实验中： 深刻理解核心概念： 通过亲手搭建电路、调试设备，将抽象的光学原理和电子器件特性转化为可观察、可测量、可分析的现象，从而加深对光信号的产生、传输、探测、处理以及电子信号的产生、放大、调制、解调等关键过程的理解。 掌握实验技能与方法： 学习并熟练运用各种光学仪器、电子测量设备、信号源、示波器、频谱分析仪等常用实验工具，掌握实验数据的采集、处理、分析和报告撰写规范。 培养科学探究精神： 鼓励学生在实验过程中主动思考、提出问题、设计改进方案，培养独立分析问题和解决问题的能力，以及严谨求实的科学态度。 建立系统性思维： 认识到光电系统和电子系统往往是相互关联、协同工作的，学会从系统整体的角度看待问题，理解不同模块之间的接口和相互影响。 本书的另一大特色在于其循序渐进的设计和贴近实际的案例。实验内容从基础的光学现象和电子元件特性入手，逐步深入到复杂的集成系统和前沿应用。每个实验都配有清晰的实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、注意事项以及实验数据的分析与讨论。大量的实验图、电路图和测量结果图示，能够帮助学生更直观地理解实验过程和结果。 二、 实验内容概览 本书的实验内容分为光电技术实验和电子技术实验两个主要部分，并有机结合了二者的交叉领域。 （一）光电技术实验部分： 此部分旨在深入探索光的本质、光的传播特性以及光与物质相互作用的各种现象，并在此基础上介绍光与电的相互转换与应用。 1. 光学基础实验： 光的干涉与衍射： 通过杨氏双缝干涉、菲涅尔衍射、夫琅禾费衍射等经典实验，理解光的波动性。学习并操作单色光、激光器，测量波长，验证惠更斯原理。 光的偏振： 掌握偏振光的产生、检验方法，理解线偏振、圆偏振、椭圆偏振光的区别，以及马吕斯定律的应用。 光的折射与全反射： 测量棱镜的折射率，探索全反射的条件和应用，如光纤通信的原理基础。 透镜成像原理： 学习凸透镜、凹透镜的成像规律，搭建显微镜、望远镜等简单光学仪器，理解成像的放大率和分辨率。 光的吸收与散射： 探索不同物质对光的吸收特性，理解米氏散射、瑞利散射等现象，为光学遥感、环境监测等应用奠定基础。 2. 光电器件与系统实验： 光电探测器特性测试： 学习光电二极管、光电三极管、光敏电阻等常用光电探测器的基本原理，测试其伏安特性、光谱响应、灵敏度等参数，并了解其在光信号接收中的应用。 发光器件特性分析： 学习发光二极管（LED）、激光二极管（LD）的发光原理，测试其光强、光谱、效率等参数，并探讨其在照明、显示、通信中的应用。 光通信基础实验： 搭建简单的光纤通信链路，学习光信号的产生、传输、接收过程，理解光信号的调制与解调，掌握光功率计、光时域反射仪（OTDR）等测量仪器的使用。 光电调制与解调： 学习声光调制器、电光调制器等工作原理，通过实验实现光信号的强度调制、相位调制，并掌握相应的解调技术。 图像传感器与成像系统： 了解CCD、CMOS等图像传感器的基本结构和工作原理，学习CCD/CMOS相机的基本操作，进行图像采集与初步处理。 激光器原理与应用： 学习氦氖激光器、半导体激光器等常见激光器的结构和工作原理，进行激光功率、模式、光束质量等参数的测量，并探讨激光在测距、干涉测量等领域的应用。 光栅与全息技术： 了解光栅衍射的原理，学习光栅的刻划和应用，同时深入学习全息图的记录与再现原理，理解其三维成像的特性。 非线性光学基础： （根据教材深度和院校设置，可能包含）探索二次谐波产生、光学克尔效应等非线性光学现象，了解其潜在应用。 （二）电子技术实验部分： 此部分侧重于电子元器件的特性、基本电路的搭建与分析，以及信号的产生、处理和控制。 1. 电子元件特性测试： 半导体二极管特性： 测量PN结二极管的伏安特性曲线，理解正向导通、反向击穿等特性，测试稳压二极管的稳压性能。 晶体三极管特性： 测量双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）的输入、输出、转移特性曲线，理解其放大作用和开关作用，掌握共射、共集、共基等放大电路的搭建与调试。 集成运放基础： 学习运算放大器的基本结构和理想运放的虚短、虚断概念，搭建同相比例、反相比例、加法、减法、积分、微分等基本运算电路，分析其特性。 2. 模拟电路实验： 放大电路设计与分析： 设计和搭建不同类型的放大电路（如单级、多级放大器），测试其电压增益、输入输出阻抗、频率响应等关键参数。 滤波电路： 学习低通、高通、带通、带阻滤波器的设计与实现，理解其频率选择性。 振荡电路： 搭建RC、LC、晶体振荡电路，理解振荡的产生条件，测试振荡频率和波形。 电源电路： 学习整流、滤波、稳压电路的设计与搭建，掌握直流稳压电源的制作。 信号发生器与信号处理： 学习利用函数信号发生器产生不同波形（正弦波、方波、三角波）的信号，并学习信号的衰减、放大、滤波、混合等处理技术。 3. 数字电路与逻辑设计： 基本逻辑门电路： 学习与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门等逻辑门的功能，并通过集成电路实现组合逻辑电路，如编码器、译码器、多路选择器、数据分配器等。 时序逻辑电路： 学习触发器（RS、D、JK、T触发器）的工作原理，搭建和分析寄存器、计数器、移位寄存器等时序逻辑电路。 集成逻辑电路应用： 学习使用TTL、CMOS等系列集成电路芯片，完成复杂的数字系统设计。 微处理器基础（可能包含）： 学习微处理器的基本指令系统和接口技术，完成简单的微处理器系统搭建和程序设计。 （三）光电与电子交叉实验： 这部分实验充分体现了光电技术与电子技术的融合，是本书的亮点和核心。 光电耦合器应用： 学习光电耦合器作为隔离器件和信号传输器件的原理，设计光电隔离电路，提高电路的抗干扰能力。 光电传感器信号调理电路： 设计和搭建放大、滤波、线性化等电路，对来自光电探测器的微弱信号进行处理，使其能够被后续的电子系统识别和分析。 LED驱动与控制电路： 设计和实现LED的亮度控制、颜色混合等功能，结合PWM（脉冲宽度调制）技术实现更精细的控制。 光电反馈控制系统： 搭建简单的闭环控制系统，例如利用光电传感器检测位置或速度，通过电子控制部分驱动电机实现目标位置或速度的跟踪。 数字图像处理硬件接口： 学习如何将CCD/CMOS相机采集的图像信号通过ADC（模数转换器）转换为数字信号，并与微处理器或FPGA进行数据交互，为后续的图像处理算法在硬件上实现奠定基础。 光电信号的数字化与采集： 深入理解模拟信号到数字信号的转换过程，学习不同采样率、分辨率的ADC的应用，并掌握利用数据采集卡进行高效数据采集的方法。 三、 实验报告与评估 本书强调实验报告的重要性。每个实验结束后，学生需要撰写一份完整的实验报告，内容应包括：实验目的、实验原理概述、实验器材清单、实验电路图/光路图、实验步骤（简述）、原始数据记录、数据处理与分析（包括计算、绘图、误差分析）、实验结果讨论（与理论值比较、分析误差来源、提出改进建议）、实验体会与结论。 四、 实验准备与安全须知 在进行任何实验之前，本书都强调学生需要认真阅读实验指导，预习相关理论知识，熟悉实验器材的性能和使用方法，并严格遵守实验室的安全操作规程。所有实验器材的正确使用和维护，以及实验过程中的安全防护措施，都在书中有所说明。 五、 总结 《光电及电子技术实验》教材，通过丰富的实验内容、精心的实验设计，旨在为高等院校光电专业等相关专业的学生提供一个学习光电及电子技术原理、掌握实验技能、培养科学素养的宝贵平台。本书不仅是课堂教学的有力补充，更是学生未来从事科研、工程设计和技术开发工作的重要基石。我们希望每一位使用本书的同学，都能在动手实践中，真正领略光与电的魅力，激发对科学的无限热情，为未来的科技发展贡献自己的力量。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对光电技术抱有浓厚兴趣的爱好者，同时也在进行一些非正式的DIY项目，我一直在寻找能够系统地学习和实践光电知识的途径。《光电及电子技术实验/高等院校光电专业实验系列教材》这个书名，听起来非常专业，也让我对它在基础知识的讲解和实验的严谨性抱有期待。我通常会从目录开始，了解它涵盖了哪些基础的电子元器件，比如电阻、电容、二极管、三极管等，以及它们在光电器件中是如何应用的。我尤其希望书中能够对光电传感器的工作原理有清晰的阐述，例如光敏电阻、光电二极管、光电三极管等，并且能够提供如何连接这些传感器到微控制器（如Arduino或Raspberry Pi）的详细步骤。DIY项目最大的挑战之一就是如何将理论转化为实际可行的电路。因此，如果这本书能够提供一些低成本、易于获取的实验材料清单，以及清晰的电路图和操作指南，那将对我非常有帮助。此外，我对于一些基础的光学实验也很感兴趣，比如如何使用激光二极管和透镜搭建一个简单的光路，或者如何测量光的强度和方向。如果这本书能够将这些光学和电子实验有效地结合起来，并解释它们之间的内在联系，那么它将是我进行深入学习和实践的宝贵资源。我希望这本书能够鼓励我进行创新性的实验，而不是仅仅停留在教科书上的演示。

评分☆☆☆☆☆

作为一名负责制定专业教学大纲的教师，我在选择教材时，首要考虑的是其体系的完整性、内容的科学性以及与当前教学改革趋势的契合度。《光电及电子技术实验/高等院校光电专业实验系列教材》这个标题，直接点明了其在高等教育中的定位，也引起了我对其在理论深度、实验设计和教学方法方面的关注。在教学实践中，我希望一本实验教材不仅能够让学生掌握基本的光电和电子技术原理，更能培养他们的科学探究能力、动手实践能力以及分析解决问题的能力。因此，我非常看重书中实验项目的选择是否具有代表性，是否能够涵盖光电技术的核心领域，例如光学基础、半导体器件、光信号的产生与探测、光通信原理、光电耦合以及相关的电路设计与调试。我尤其关注书中对于实验目的、实验原理、实验步骤、实验器材、实验数据处理与分析以及实验结果讨论的阐述是否清晰、系统且专业。如果书中能够提供一些具有启发性的思考题，鼓励学生进行二次开发或者拓展性实验，那将是对教学创新的一大助力。同时，我也会考虑教材的现代化程度，比如是否能够结合仿真软件（如Multisim, Proteus等）进行预习和模拟，或者是否能引导学生利用现代化的测试仪器进行高精度测量。一本优秀的实验教材，应该能够为学生打下坚实的理论基础，同时激发他们对光电技术深厚的热情和探究欲望。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚进入大学，对光电技术领域充满好奇和憧憬的新生，正在努力寻找能够帮助我入门并建立扎实基础的书籍。《光电及电子技术实验/高等院校光电专业实验系列教材》这个书名，听起来非常权威，也让我对它能够提供的系统性指导充满了期待。在我目前的学习阶段，我最需要的是能够清晰易懂地讲解基础概念的书籍，比如什么是光，什么是电，它们之间是如何相互作用的。我希望这本书能够从最基础的电路元件开始讲起，比如电阻、电容、电感，然后逐步引入二极管、三极管等半导体器件，并且能够用生动形象的比喻来解释它们的原理。更重要的是，我希望它能够提供一些简单易行的实验，让我能够亲手去搭建电路，观察现象，从而更好地理解抽象的理论知识。比如，我想知道如何用一个LED灯和一个电池来做一个简单的电路，或者如何用一个光敏电阻来控制一个继电器。我期待书中能够提供详细的实验步骤，清晰的电路图，以及实验过程中可能遇到的问题和解决方法。此外，我对于一些和光有关的简单实验也很感兴趣，比如如何用放大镜聚焦阳光，或者如何用棱镜分解白光。如果这本书能够将这些基础的电子和光学实验巧妙地结合起来，并且用浅显易懂的语言来解释它们背后的科学原理，那么它将是我大学第一年里最宝贵的学习伙伴。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将毕业的光电专业本科生，我在考研复习以及准备相关面试的过程中，广泛阅读了市面上大量的光电和电子技术相关的教材及参考书。这次偶然接触到的《光电及电子技术实验/高等院校光电专业实验系列教材》，虽然我最终选择的复习资料并非它，但从它的目录和章节划分上，我大致能感受到其在理论深度和实验广度上的取舍。坦白说，对于我这种已经完成了大部分核心课程学习的学生而言，这本书在理论推导的细致程度上，可能并非我首要寻求的。我更偏向于那些能够深入挖掘某个细分领域，例如半导体物理、量子光学或者高级信号处理的著作，这些书籍往往能提供更前沿的视角和更具挑战性的问题。这本书的定位似乎更倾向于作为一本全面的实验指导，覆盖了从基础的电路分析到相对复杂的激光原理和光学系统搭建。在实验设计方面，我关注的是那些能够充分体现实验原理，并且能够让学生独立思考、分析和解决问题的设计。如果这本书的实验项目能够提供足够的灵活性，允许学生在既定框架内进行参数调整、误差分析，甚至是对实验结果进行深入的理论探讨，那么它会是非常有价值的。然而，我更喜欢的是那种能够引导我主动思考“为什么”而不是简单“怎么做”的书籍。对于实验教材，我尤其看重其在实验数据处理、误差分析以及实验结果的科学解释方面的指导。如果这本书在这方面的内容比较详略，那么它可能更适合作为一名初学者入门的工具，而非我现阶段所需要的那种能够激发深度研究的读物。

评分☆☆☆☆☆

从一个正在积极探索光电技术应用前沿的在职工程师的角度来看，《光电及电子技术实验/高等院校光电专业实验系列教材》的出现，让我对其在实践层面的价值产生了浓厚的兴趣。我目前主要负责研发团队的某项核心技术，日常工作中频繁接触到各种光电器件的性能评估和系统集成。因此，一本能够将理论知识与实际操作紧密结合的实验教材，对我而言具有相当高的参考意义。我期待书中能够提供一些具有代表性的、涵盖当前行业热点和难点的实验项目，比如LED的驱动与亮度控制、光电探测器的灵敏度测试、光学传感器的校准与应用，甚至是更复杂的数字图像处理中的光电转换部分。更重要的是，我关注的是实验中的工程化思维和解决实际问题的思路。这包括如何有效地设计实验电路以满足特定性能需求，如何进行精密的仪器参数设置以获得可靠的数据，以及如何在高噪声环境下提取有效信号。如果书中能够提供一些关于实验优化、故障排除以及实验数据与仿真结果对比的案例分析，那将极大地提升其实用价值。另外，对于我们这种需要不断更新知识体系的工程师来说，一本教材能否指引我们进一步探索相关技术，或者提供一些跨学科的融合思路，也是我评判其价值的重要标准。这本书的“高等院校光电专业实验系列教材”的定位，似乎预示着它在教学和基础研究方面有其独到之处，但对于我这种更侧重于工程实现和技术迭代的读者，我希望能从中看到更多贴近实际研发需求的内容。