第一篇 光学工程基础实验与训练
第1 章 光学工程基础实验导论………………………………………………………… 1
1. 1 光学工程学科简介………………………………………………………………… 1
1. 2 光学工程与学科基础实验………………………………………………………… 3
1. 3 学科基础实验与科学研究基本能力训练………………………………………… 9
第2 章 光学成像规律基础实验……………………………………………………… 12
2. 1 概述……………………………………………………………………………… 12
2. 2 实验原理概述…………………………………………………………………… 13
2. 3 光具座使用基本要点…………………………………………………………… 15
2. 4 基础实验………………………………………………………………………… 18
实验一 正透镜成像规律实验……………………………………………………… 18
实验二 负透镜的成像规律………………………………………………………… 20
实验三 焦距仪的设计与透镜焦距的测量…………………………………………… 23
实验四 组合光组设计与成像特性实验…………………………………………… 23
第3 章 物理光学基础实验…………………………………………………………… 25
3. 1 概述……………………………………………………………………………… 25
3. 2 光学工程实验基础知识与技能………………………………………………… 26
3. 3 光学实验中误差分析…………………………………………………………… 30
3. 4 参考实验………………………………………………………………………… 36
实验一 杨氏干涉及条纹图像接收处理技术………………………………………… 36
实验二 马赫-泽德干涉…………………………………………………………… 39
实验三 用法布里-珀罗干涉仪测钠黄光双波长…………………………………… 41
实验四 夫琅和费衍射及光电接收处理技术………………………………………… 43
实验五 衍射光栅………………………………………………………………… 45
实验六 偏振光特性的研究………………………………………………………… 46
实验七 1/4 波片位相延迟角检测………………………………………………… 49
第4 章 目视光学仪器测量基础训练………………………………………………… 51
4. 1 概述……………………………………………………………………………… 51
4. 2 目视光学仪器测量入门知识…………………………………………………… 52
4. 3 实验原理简述…………………………………………………………………… 58
4. 4 基础实验………………………………………………………………………… 60
第二篇 精密仪器基础实验与训练
第5 章 精密仪器结构基础训练………………………………………………………… 62
5. 1 概述……………………………………………………………………………… 62
5. 2 仪器结构中的常用传动形式…………………………………………………… 62
5. 3 仪器结构中的常用支承及连接………………………………………………… 67
5. 4 仪器结构中的常用零件及装置………………………………………………… 70
5. 5 典型仪器结构认识……………………………………………………………… 73
5. 6 精密仪器结构基础训练………………………………………………………… 78
实验一 闹钟机构拆装实验………………………………………………………… 78
实验二 圆柱形螺旋弹簧特性测试实验…………………………………………… 80
实验三 望远镜装调实践训练……………………………………………………… 82
第6 章 传感器应用基础实验与训练…………………………………………………… 87
6. 1 传感器技术概述………………………………………………………………… 87
6. 2 传感器的分类…………………………………………………………………… 88
6. 3 传感器的静态标定和静态特性………………………………………………… 92
6. 4 传感器的动态特性概述………………………………………………………… 96
6. 5 参考实验………………………………………………………………………… 96
实验一 金属箔式应变片………………………………………………………… 100
实验二 差动变压器……………………………………………………………… 102
实验三 霍耳式传感器…………………………………………………………… 104
实验四 其他传感器及测试电路介绍……………………………………………… 106
实验五 移相器实验……………………………………………………………… 108
第7 章 自动控制技术基础实验………………………………………………………… 110
7. 1 概述……………………………………………………………………………… 110
7. 2 开环控制和闭环控制…………………………………………………………… 111
7. 3 自动控制系统的分析和设计…………………………………………………… 113
7. 4 基础实验………………………………………………………………………… 114
实验一 典型环节的模拟研究…………………………………………………… 114
实验二 典型二阶系统瞬态响应和稳定性………………………………………… 118
实验三 系统校正………………………………………………………………… 121
实验四 模/数、数/模转换实验…………………………………………………… 123
实验五 数字PID 控制…………………………………………………………… 127
实验六 电烤箱闭环控制实验…………………………………………………… 139
第三篇 光电基础实验与应用
第8 章 光电器件基础实验……………………………………………………………… 151
8. 1 光电检测器件与热电检测器件………………………………………………… 151
8. 2 光电效应及器件特性…………………………………………………………… 152
8. 3 光电检测器件的基本特性参数………………………………………………… 156
8. 4 光电探测器参数设计计算步骤………………………………………………… 159
8. 5 光电检测中的常用光源………………………………………………………… 160
8. 6 各种光电检测器件的性能比较和应用选择…………………………………… 164
8. 7 参考实验………………………………………………………………………… 166
实验一 光敏电阻应用实验---暗光亮灯电路…………………………………… 167
实验二 光电二极管响应时间测量………………………………………………… 169
实验三 光电池应用---光强计………………………………………………… 172
实验四 光耦合器件---光断续器测量电机转速………………………………… 173
第9 章 全息光学实验技术基础………………………………………………………… 175
9. 1 概述……………………………………………………………………………… 175
9. 2 全息光学实验的基础知识与技能……………………………………………… 176
9. 3 参考实验………………………………………………………………………… 198
实验一 全息光栅………………………………………………………………… 198
实验二 同轴全息透镜…………………………………………………………… 201
实验三 三维物体的菲涅耳全息图………………………………………………… 204
实验四 二步彩虹全息图………………………………………………………… 206
实验五 傅里叶频谱和频谱分析………………………………………………… 208
实验六 阿贝-波特实验………………………………………………………… 211
实验七 卷积定理的光学模拟…………………………………………………… 213
实验八 激光散斑测量横向微小位移……………………………………………… 215
实验九 光栅法图像相减………………………………………………………… 217
实验十 光学图像识别…………………………………………………………… 219
实验十一 兹调制法空间假彩色编码……………………………………………… 225
实验十二 液晶光阀用于光学图像的实时相减和实时微分………………………… 226
第10 章 光电检测系统综合训练……………………………………………………… 229
10. 1 光电检测系统概述…………………………………………………………… 229
10. 2 光电检测系统综合实验……………………………………………………… 231
实验一 光控自动照明应急灯制作………………………………………………… 231
实验二 远距离红外报警器制作………………………………………………… 233
实验三 数字显示光功率计制作………………………………………………… 235
参考文献…………………………………………………………………………………… 240
