曲华師范大学课程教学大纲学院：物理工程学院课程名称：光电检测技术英文名称：PhotoelectricDetection Technology课程代码：072238课程性质：专业必修课计划学时：理论：36实践/实验：18学3分：1-16周授课时间：综合楼授课地点：适用专业：光电信息科学与工程批准人：执笔人：刘晓丽，审核人：课程负责人：刘晓丽授课教师：刘晓丽年月日修订日期：
学 院： 物理工程学院 课程名称： 光电检测技术 英文名称： Photoelectric Detection Technology 课程代码： 072238 课程性质： 专业必修课 计划学时：理论：36 实践/实验：18 学 分： 3 授课时间： 1-16 周 授课地点： 综合楼 适用专业： 光电信息科学与工程 执笔人： 刘晓丽 审核人： 批准人： 课程负责人： 刘晓丽 授课教师： 刘晓丽 修订日期： 年 月 日
《光电检测技术》课程教学大纲一、课程简介光电检测技术是以激光、红外、光纤等现代光电子器件作为基础，通过对被检测物体的光辐射，经光电检测器接收光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用信息，再经模/数转换接口输入计算机运算处理，最后显示输出所需要的检测物理量等参数。光电检测技术是一种具有非常光明发展前途的技术，并已经渗透到了许多科学领域。本课程比较全面系统地介绍了光电检测技术的理论和应用基础，取材合适、深度适宜，在理论方面力求简明易懂，力求紧跟技术发展方向，富有启发性，便于学习，符合认知规律，有利于激发学生学习兴趣及各种能力的培养，能反映本学科国内外科学研究和教学研究的先进成果，注意理论联系实际。教材内容包括光电检测技术绪论、光电检测器件工作原理及特性、半导体光电检测器件及应用、光电信号检测电路、光电直接检测系统、光外差检测系统、光纤传感检测技术、光电检测技术的典型应用。我们从基本原理入手，系统讲解了光电检测技术的基本概念、基础知识和基本理论，各章节的编排以及章节内容的安排既注重知识之间的有机联系，又考虑各自的独立性，并配有习题与思考题和典型的应用内容，以便于学生理解和掌握。二、课程目标《光电检测技术》是光电信息科学与工程专业的专业基础课，也是学生第一次用高等数学方法处理物理问题的一门基础理论课程。本课程以光电检测技术为指导，系统讲授了光电检测技术的理论和应用基础，学生能够运用光电检测技术解决实际问题的目的并可以能够独立的完成光电探测系统的设计，提高学生运用物理知识分析设计基本检测器件的能力，以及综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。通过学习，学生不但应该对光电检测技术的基本概念和基本规律有比较系统的理解，而且应能掌握处理检测问题的一般方法，培养解决一般物理问题所必需的抽象思维能力。通过本课程的学习，要求学生进一步掌握光电检测技术的基本原理的应用、掌握运用光学和电子学的相关知识处理无接触检测问题的方法，为学习其它物理课程打下基础。通过本课程的学习，达到以下目标：1.使学生了解光电检测技术在生活及科研工作中的重要意义，牢固掌握光电检测技术的基本原理和思想，培养学生正确理解和运用光电检测器件及系统的基本概念、基本原理解决问题的能力，培养学生抽象思维能力和逻辑推理能力。（支撑毕业要求1，3，4，5）2.培养学生科学的思维方法、严谨的科学态度和细致、踏实的工作作风，培养创新精神以及实事求是的人生态度，在学习过程中锻炼与他人沟通合作的技能，初步具有分
《光电检测技术》课程教学大纲 一、课程简介 光电检测技术是以激光、红外、光纤等现代光电子器件作为基础，通过对被检测物 体的光辐射，经光电检测器接收光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测 电路提取有用信息，再经模/数转换接口输入计算机运算处理，最后显示输出所需要的 检测物理量等参数。光电检测技术是一种具有非常光明发展前途的技术，并已经渗透到 了许多科学领域。本课程比较全面系统地介绍了光电检测技术的理论和应用基础，取材 合适、深度适宜，在理论方面力求简明易懂，力求紧跟技术发展方向，富有启发性，便 于学习，符合认知规律，有利于激发学生学习兴趣及各种能力的培养，能反映本学科国 内外科学研究和教学研究的先进成果，注意理论联系实际。教材内容包括光电检测技术 绪论、光电检测器件工作原理及特性、半导体光电检测器件及应用、光电信号检测电路、 光电直接检测系统、光外差检测系统、光纤传感检测技术、光电检测技术的典型应用。 我们从基本原理入手，系统讲解了光电检测技术的基本概念、基础知识和基本理论，各 章节的编排以及章节内容的安排既注重知识之间的有机联系，又考虑各自的独立性，并 配有习题与思考题和典型的应用内容，以便于学生理解和掌握。 二、课程目标 《光电检测技术》是光电信息科学与工程专业的专业基础课，也是学生第一次用高 等数学方法处理物理问题的一门基础理论课程。本课程以光电检测技术为指导，系统讲 授了光电检测技术的理论和应用基础，学生能够运用光电检测技术解决实际问题的目的， 并可以能够独立的完成光电探测系统的设计，提高学生运用物理知识分析设计基本检测 器件的能力，以及综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。 通过学习，学生不但应该对光电检测技术的基本概念和基本规律有比较系统的理解， 而且应能掌握处理检测问题的一般方法，培养解决一般物理问题所必需的抽象思维能力。 通过本课程的学习，要求学生进一步掌握光电检测技术的基本原理的应用、掌握运用光 学和电子学的相关知识处理无接触检测问题的方法，为学习其它物理课程打下基础。通 过本课程的学习，达到以下目标： 1.使学生了解光电检测技术在生活及科研工作中的重要意义，牢固掌握光电检测技 术的基本原理和思想，培养学生正确理解和运用光电检测器件及系统的基本概念、基本 原理解决问题的能力，培养学生抽象思维能力和逻辑推理能力。（支撑毕业要求 1，3，4， 5） 2.培养学生科学的思维方法、严谨的科学态度和细致、踏实的工作作风,培养创新 精神以及实事求是的人生态度，在学习过程中锻炼与他人沟通合作的技能，初步具有分
《光电检测技术》课程教学大纲析和解决实际问题的能力。（支撑毕业要求3）3，培养学生主动查阅、整理文献的习惯，在阅读与整理文献的过程中形成批判性思维，培养终身学习的能力，提高利用信息技术获取及处理信息的能力，了解光电检测技术发展前沿的先进思想与技术。（支撑毕业要求3）课程目标服务于毕业要求，是基于课程特点将所支撑的毕业要求具体化，从而确立了《光电检测技术》课程目标1、2和3与光电信息科学与工程专业毕业要求中1、3、4、5四个一级指标的衔接关系（表1）。这样就使得对毕业要求达成度的评价顺利转化成对相应课程目标达成度的评价。表1：课程目标与毕业要求具体指标点的对应关系表课程目标1使学生了解光电检测技术在生活及科研工作中的重要意义，牢固掌握光电检测的基本原理和思想，培养学生正确理解和运用基本光电检测的概念、基本原理解决实际问题的能力，培养学生抽象思维能力和逻辑推理能力。课程目标2.培养学生科学的思维方法、严谨的科学态度和细致、踏实的工作作风，培养创新精神以及课程目标实事求是的人生态度，在学习过程中锻炼与他人沟通合作的技能，初步具有分析和解决实际问题的能力。课程目标3.培养学生主动查阅、整理文献的习惯，在阅读与整理文献的过程中形成批判性思维，培养终身学习的能力，提高利用信息技术获取及处理信息的能力，了解光电检测技术发展前沿的先进思想与技术。课程目标课程目标1课程目标2课程目标3毕业要求指标点1-1：掌握光电检测技术的基本理论：了解光电检测科学的创立，明确光电检L测技术在各个领域的应用。1-2：掌握光电检测的基本毕业要求1：特性，并初步具备一定的工程知识应用能力，具有从事光电VV检测技术工作的理论基础和实际操作能力。1-3：掌握与本课程内容有关的光电检测前沿技术和方法。毕业要求3：3-1：掌握光电检测技术的V7设计/开发解基本理论知识与方法，具
《光电检测技术》课程教学大纲 析和解决实际问题的能力。（支撑毕业要求 3） 3.培养学生主动查阅、整理文献的习惯，在阅读与整理文献的过程中形成批判性思 维，培养终身学习的能力，提高利用信息技术获取及处理信息的能力，了解光电检测技 术发展前沿的先进思想与技术。（支撑毕业要求 3） 课程目标服务于毕业要求，是基于课程特点将所支撑的毕业要求具体化，从而确立 了《光电检测技术》课程目标 1、2 和 3 与光电信息科学与工程专业毕业要求中 1、3、4、 5 四个一级指标的衔接关系（表 1）。这样就使得对毕业要求达成度的评价顺利转化成对 相应课程目标达成度的评价。 表 1：课程目标与毕业要求具体指标点的对应关系表 课程目标 课程目标 1. 使学生了解光电检测技术在生活及科 研工作中的重要意义，牢固掌握光电检测的基本原 理和思想，培养学生正确理解和运用基本光电检测 的概念、基本原理解决实际问题的能力，培养学生 抽象思维能力和逻辑推理能力。 课程目标 2. 培养学生科学的思维方法、严谨的科 学态度和细致、踏实的工作作风,培养创新精神以及 实事求是的人生态度，在学习过程中锻炼与他人沟 通合作的技能，初步具有分析和解决实际问题的能 力。 课程目标 3. 培养学生主动查阅、整理文献的习惯， 在阅读与整理文献的过程中形成批判性思维，培养 终身学习的能力，提高利用信息技术获取及处理信 息的能力，了解光电检测技术发展前沿的先进思想 与技术。 课程目标 毕业要求指标点 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 毕业要求 1： 工程知识 1-1：掌握光电检测技术的 基本理论；了解光电检测 科学的创立，明确光电检 测技术在各个领域的应 用。 √ 1-2：掌握光电检测的基本 特性，并初步具备一定的 应用能力，具有从事光电 检测技术工作的理论基础 和实际操作能力。 √ √ 1-3：掌握与本课程内容有 关的光电检测前沿技术和 方法。 √ √ 毕业要求 3: 设计/开发解 3-1：掌握光电检测技术的 基本理论知识与方法，具 √ √
《光电检测技术》课程教学大纲决方案有分析实际应用问题的能力，以及光电检测设计的能力。3-2：通过查阅参考书目和有关科技文献，实时掌握和理解光电检测技术的前V言信息。通过利用信息技术，提高综合分析与解决问题的能力。4-1：掌握光电检测技术的基本理论知识与方法，并初步具备一定的应用能2力，具有从事光电检测技术方向教学和研究的扎实理论基础。4-2：具有一定的创新意识和创新精神，养成查阅参毕业要求4：考书目和科技文献的习研究7惯，并具有利用现代信息技术获取与处理光电检测技术问题的能力养成查阅参考书目和科技文献的习惯，并具有利用现代信息技术获取与处理7光电检测技术问题的能力。5-1:能够利用光电检测技术知识对复杂光电信息系统设计和信息传输处理等毕业要求5：工程问题进行设计。使用现代工具5-2：能够具备开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具的能力。三、教学内容《光电检测技术》包含七章理论课内容和八个实验操作，内容涵盖了光电检测技术的基本特性，光电检测器件的基本原理、基本特性参数，光电检测系统以及光纤传感器等相关知识。（一）理论教学的内容及要求第一章绪论1.掌握光电检测技术概况；
《光电检测技术》课程教学大纲 决方案 有分析实际应用问题的能 力，以及光电检测设计的 能力。 3-2：通过查阅参考书目和 有关科技文献，实时掌握 和理解光电检测技术的前 言信息。通过利用信息技 术，提高综合分析与解决 问题的能力。 √ √ 毕业要求 4: 研究 4-1：掌握光电检测技术的 基本理论知识与方法，并 初步具备一定的应用能 力，具有从事光电检测技 术方向教学和研究的扎实 理论基础。 √ 4-2：具有一定的创新意识 和创新精神，养成查阅参 考书目和科技文献的习 惯，并具有利用现代信息 技术获取与处理光电检测 技术问题的能力. √ √ 养成查阅参考书目和科技 文献的习惯，并具有利用 现代信息技术获取与处理 光电检测技术问题的能 力。 √ 毕业要求 5: 使用现代工具 5-1：能够利用光电检测技 术知识对复杂光电信息系 统设计和信息传输处理等 工程问题进行设计。 √ √ 5-2：能够具备开发、选择 与使用恰当的技术、资源、 现代工程工具和信息技术 工具的能力。 √ √ 三、教学内容 《光电检测技术》包含七章理论课内容和八个实验操作，内容涵盖了光电检测技术 的基本特性，光电检测器件的基本原理、基本特性参数，光电检测系统以及光纤传感器 等相关知识。 （一）理论教学的内容及要求 第一章 绪论 1.掌握光电检测技术概况；
《光电检测技术》课程教学大纲2.了解光电检测系统的组成及光电技术的概况；3.熟悉与光电检测有关的参量的意义。第二章光电检测技术基础及特性参数第一节光电检测物理基础1.了解光与物质相互作用的物理效应。2.掌握光电效应及光热效应。第二节半导体基础知识1.掌握半导体的工作原理。2.掌握半导体材料的特性、能带理论。3.掌握描述光电检测器件的特性参数。第三章光电检测器件第一节光敏电阻1.掌握光电导器件的类型与特点。2.掌握光敏电阻的原理、特性参数及偏置电路。第二节光生伏特器件1.掌握光电池的基本特性参数。2.掌握光电二极管、光电三极管的原理、特性参数及偏置电路。第三节光电倍增管1.掌握光电倍增管的工作原理；2.掌握光电倍增管的各部分的作用。3.学会在系统应用中如何选择器件。第四节发光器件1.掌握激光器的工作原理2.掌握发光二极管的工作原理。3.学会在系统应用中如何选择器件。第五节CCDPSD器件了解CCD及PSD的工作原理。第六节光热检测器件1.掌握热电检测器件的分类；2.了解热敏电阻、热电偶和热电堆、热释电探测器件的工作原理；3.学会在系统应用中如何选择器件
《光电检测技术》课程教学大纲 2.了解光电检测系统的组成及光电技术的概况； 3.熟悉与光电检测有关的参量的意义。 第二章 光电检测技术基础及特性参数 第一节 光电检测物理基础 1.了解光与物质相互作用的物理效应。 2.掌握光电效应及光热效应。 第二节 半导体基础知识 1.掌握半导体的工作原理。 2.掌握半导体材料的特性、能带理论。 3.掌握描述光电检测器件的特性参数。 第三章 光电检测器件 第一节 光敏电阻 1.掌握光电导器件的类型与特点。 2.掌握光敏电阻的原理、特性参数及偏置电路。 第二节 光生伏特器件 1.掌握光电池的基本特性参数。 2.掌握光电二极管、光电三极管的原理、特性参数及偏置电路。 第三节 光电倍增管 1.掌握光电倍增管的工作原理； 2.掌握光电倍增管的各部分的作用。 3.学会在系统应用中如何选择器件。 第四节 发光器件 1.掌握激光器的工作原理。 2.掌握发光二极管的工作原理。 3.学会在系统应用中如何选择器件。 第五节 CCD PSD 器件 了解 CCD 及 PSD 的工作原理。 第六节 光热检测器件 1.掌握热电检测器件的分类； 2.了解热敏电阻、热电偶和热电堆、热释电探测器件的工作原理； 3.学会在系统应用中如何选择器件