光電一體研究方法

A. 光電信息科學與工程學什麼 知乎

光電信息工程專業在大三下學期的主修課程是測量技術，但不能說是測量專業換了個馬甲啊。你問本科是做什麼的，這就比較泛泛了，測量也能做，光學設計也能做，這個專業是工科。光信息科學與技術主要是學些理論的知識，是理科。

具體分類是：工學（08）的電子信息類（0807）中的光電信息科學與工程（080705）。（括弧內為專業代碼）
光信息科學與技術是信息技術的支柱，是一門結合物理學、電子學、光學和計算機科學等多種學科，對光信息科學與技術進行研究的新興交叉學科，與計算機技術、電子科學與技術、物理學、現代測繪技術相互滲透，緊密聯系。研究涉及的領域包括用光取代電信號對聲音、圖像、數據等多媒體信息進行傳輸、存儲和和信息交換的光通信技術；用光進行臨床醫療、器械控制、精密測量、遙感探測、智能制導等應用的光電一體化控制技術等。
該專業屬於理科專業，強調理論學習與具體實踐相結合，要求學習者有堅實的物理、數學基礎和縝密的思維能力。系統地學習本專業，你將掌握物理學、光電子學和計算機科學的專業理論知識。通過各類有趣的實驗操作，你會了解新型顯示器件及驅動電路的設計、製造及測試的基本方法，從而培養電路分析、工藝分析、器件性能分析和驅動電路設計的基本能力。
本專業主要學習光學、機械學、電子學及計算機科學基礎理論及專業知識，了解光電信息技術的前沿理論，把握當代光電信息技術的發展動態，具有研究開發新系統、新技術的能力，接受現代光電信息技術的應用訓練，掌握光電信息領域中光電儀器的設計及製造方法，具有在光電信息工程及相關領域從事科研、教學、開發的基本能力。

B. 光電效應測普朗克常數方法研究

用光電效應測普朗克常數
<大學物理實驗>課本P280
[實驗目的]
1、通過實驗深刻理解愛因斯坦的光電效應理論，了解光電效應的基本規律；
2、掌握用光電管進行光電效應研究的方法；
3、學習對光電管伏安特性曲線的處理方法，並用以測定普朗克常數。
[實驗儀器]
GD-4型智能光電效應(普朗克常數)實驗儀(由光電檢測裝置和實驗儀主機兩部分組成)
光電檢測裝置包括：光電管暗箱GDX-1，高壓汞燈箱GDX-2；高壓汞燈電源GDX-3和實驗基準平台GDX-4。
實驗主機為：GD-4型光電效應(普朗克常數)實驗儀，該儀器包含有微電流放大器和掃描電壓源發生器兩部分組成的整體儀器。
[實驗原理]
1、普朗克常數的測定
根據愛因斯坦的光電效應方程：
（1）
(其中： 是電子的動能， 是光子的能量， 是光的頻率， 是逸出功, 是普朗克常量。)
是材料本身的屬性，所以對於同一種材料 是一樣的。當光子的能量 時不能產生光電子，即存在一個產生光電效應的截止頻率 （ ）
實驗中：將 和 間加上反向電壓 ( 接負極),它對光電子運動起減速作用.隨著反向電壓 的增加,到達陽極的光電子的數目相應減少,光電流減小。當 時，光電流降為零，此時光電子的初動能全部用於克服反向電場的作用。即
（2）
這時的反向電壓叫截止電壓。入射光頻率不同時，截止電壓也不同。將（2）式代入（1）式，得
（3）
（其中 ）式中 都是常量，對同一光電管 也是常量，實驗中測量不同頻率下的 ，做出 曲線。在（3）式得到滿足的條件下，這是一條直線。
若電子電荷 ，由斜率 可以求出普朗克常數 。由直線上的截距可以求出溢出功 ，由直線在 軸上的截距可以求出截止頻率 。如圖（2）所示。
2、測量光電管的伏安特性曲線
在照射光的強度一定的情況下，光電管中的電流 與光電管兩端的電壓 之間存在著一定的關系。
理想曲線與實驗曲線有所不同，原因有：
①、光電管的陰極採用逸出電勢低的材料製成，這種材料即使在高真空中也有易氧化的趨向，使陰極表面各處的逸出電勢不盡相等，同時，逸出具有最大動能的光電子數目大為減少。隨著反向電壓的增高，光電流不是陡然截止，而是較快降低後平緩的趨近零點。
②、陽極是用逸出電勢較高的鉑鎢等材料做成，本來只有用遠紫外線照射才能逸出光電子，因為施加在光電管上的外電場對於這些光電子來說正是一個加速電場，使得發射的光電子由陽極飛向陰極，構成反向電流。
③暗合中的光電管即使沒有用光照射，在外加電壓下也會有微弱的電流流通，稱做暗電流，其主要原因是極間絕緣電阻漏電（包括管座以及玻璃殼內外表面的漏電）、陰極在常溫下的熱電子輻射等。暗電流與外加電壓基本成線性關系。
[實驗內容]
1、將儀器的連線接好；
2、經老師確認後，接通電源預熱儀器20分鍾；
3、熟悉儀器，進行一些簡單的操作，並將儀器調零；
4、普朗克常數的測定
選定某一光闌孔徑為 的光闌（記錄其數值），在不改變光源與光電管之間的距離 的情況下，選用不同濾色片（分別有 為 ， ， ， ， ），調節光電管兩端的電壓 ，使得光電管中的電流為0，將此時光電管兩端的電壓表示為 （稱為截止電壓），將其記錄下來；
5、測量光電管的伏安特性曲線
觀察5條譜線在同一光闌孔徑為 （記錄其數值），在不改變光源與光電管之間的距離 （記錄其數值）的情況下，改變光電管兩端的電壓 （范圍在 ），記錄電壓 和對應的光電流 。
6、驗證飽和電流與入射光強度成正比：
確定入射光波長 （記錄其數值）、光源與光電管之間的距離 （記錄其數值）以及光電管兩端的電壓 （一般為50V，這時認為光電管中的電流已達到最大值，即為飽和電流 ），改變光闌孔徑 （分別為： ， ， ），記錄對應的飽和光電流 ；
7、整理實驗儀器
結束實驗時，要將實驗儀器按原樣擺放好；

[數據的測量與處理]
1、普朗克常數的測定
表一、 關系光闌孔
入射光波長
365.0 404.7 435.8 546.1 577.0
對應頻率
8.214 7.408 6.879 5.490 5.196
截止電壓

要求：根據表一的實驗數據（用最小二乘法處理），得出 直線的斜率 ，即可用 求出普朗克常數，並用普朗克常數的公認值 比較實驗相對誤差 ，式中 ， 。
2、測光電管的伏安特性曲線：
表二、 ，

要求：在坐標紙上繪出 關系曲線，並描述其特點。

3、驗證飽和電流與入射光強度成正比：
表三、 （ 為光的強度）關系 ， ，
光闌孔
2 4 8

要求：作圖分析實驗數據（提示： 與 成正比例）
[實驗總結和誤差分析]

C. 612和613所是干什麼的

612所指中國空空導彈研究院，613所指航空工業光電所。

1、中國空空導彈研究院

是國家專業從事空空導彈、發射裝置、地面檢測設備和機載光電設備及其派生型產品研製開發及批量生產的研究發展基地；

研究領域覆蓋導彈總體設計與制導、自動控制、無線電、紅外、激光、微波、計算機、通訊、精密機械、火箭發動機、信號處理、機械設計與製造等。

2、航空工業光電所

是我國唯一的以火力控制系統總體技術為核心的火控系統和光電系統專業研究所，是集產品研發、生產、維修、服務為一體的光機電綜合性多學科應用技術研究所。

研究領域為火力控制與指揮、光電探測與對抗、瞄準顯示與任務處理。

科研成果：

1、中國空空導彈研究院

研究院先後獲得科技成果近 2800項，其中國家科技進步一等獎1項，二等獎4項，國家級重大成果27項。

被授予"全國精神文明建設先進單位"、"全國和諧勞動關系優秀企業"、"全國企業文化建設實踐創新獎"、"全國模範職工之家"、"全國綠色社區創建活動先進單位"等榮譽稱號。

2、航空工業光電所

光電所累計完成國家重點型號任務幾十項，完成產品設計定型百餘項，為國內外軍方用戶提供先進航空裝備一萬五千餘台套，產品覆蓋亞洲、非洲及全國30個省、自治區、直轄市。

以上內容參考航空工業光電所-關於我們

以上內容參考網路-中國空空導彈研究院

D. 中國科學院光電研究院的一體化

中國科學院天地一體化遙感技術系統總體部（以下簡稱「總體部」）創建於2005年，是在中科院空間科技創新基地的統一部署下，首先以航天遙感綜合地面系統為技術系統建設的切入點，面向國家環境與減災小衛星星座等工程任務，實施系統構建。總體部借鑒工程任務管理模式，通過總體的頂層策劃和設計，總體部提出天地一體化遙感技術系統「十一五」期間的工作計劃與實施框架方案，包括整體技術系統設計和子系統的任務總要求。天地一體化遙感技術系統由八大子系統組成，即：虛擬Smart感測器系統、智能化處理系統、數據與質量分析控制系統、真實性檢驗系統、信息共享與服務平台系統、三維激光雷達成像數據處理與應用系統、非成像對地觀測數據應用處理系統、運行計劃管理系統。在系統構建過程中，戰略研究和標准化研究作為基礎，貫穿始終。
總體部是在中科院空間科技創新基地的統一部署下，全方位開展航天遙感、航空遙感、近地空間遙感平台、航天遙感綜合地面系統等方面研究工作的業務平台和總體機構。作為任務的總體部門，總體部採用大工程任務管理模式，代表中科院實施相關領域任務的工程管理、總體技術與系統集成、遙感工程應用及產業化相關的業務運行管理，同時建立質量體系和重要的技術保障條件，為全院相關工作提供技術支撐服務。總體部下設兩總辦公室和總體研究室，負責任務總體設計、計劃、部署、管理和承擔必要的研究工作。通過總體部的統一組織和部署，打破部門、單位和學科的界限，以完成任務目標為宗旨，實施對任務的指揮與協調。兩總辦公室和總體研究室掛靠在中科院光電研究院。
總體部根據國家在航天對地觀測、航空遙感技術、近地航空遙感平台研究等方面的戰略需求進行相關領域的任務布局，凝聚中科院各相關研究所及其人才優勢、技術優勢、產業優勢，加強合作，開拓創新，逐步形成中科院天地一體化對地觀測業務運行技術體系，提高國家在天基、空基和地基對地觀測的綜合技術水平，實現我國自主全天候、全天時、全頻段對地觀測能力，為國家科技進步、經濟發展和國防建設做出更大的貢獻！
天地一體化遙感技術系統方案研究已完成，在總體組織下，有8個所共同參加的總體及關鍵技術研究正在進行。航天遙感地面綜合系統的技術鏈已經建立，各子系統構架已經形成，開發了若干原型系統，並在概念與戰略研究、數據質量分析與控制系統、真實性檢驗系統、全過程輻射定標、光學有效載荷數據獲取全鏈路動態模擬概念研究、三維激光雷達成像數據處理與應用系統等方面取得了良好的進展。
光電院總部以中國載人航天工程中的應用系統為重點開展工作，並正在組織爭取一批國家空間工程技術和光電工程技術領域的重大任務；光電院支持的一批創新研究項目取得了突破性進展；與光電院並肩工作、按現代企業制度建立並旨在充分發揮各所產業優勢的高技術企業國科光電科技有限責任公司也在迅速崛起。光電院總部將進一步加強總體設計、系統集成和工程及運行管理工作，積極組織相關研究所共同爭取國家重大任務，同時抓緊基地建設，為完成中國科學院知識創新工程的宏偉目標，開創我國光學光電子領域和空間工程技術領域的高速發展新局面而努力奮斗。

E. 什麼是光機電一體化技術

光機電一體化技術是由機械技術與激光－微電子等技術揉合融匯在一起的新興技術。它與傳統的機械產品比較，有很大的不同。光機電一體化是一門跨學科的邊緣科學，它是激光技術、微電子技術、計算機技術、信息技術與機械技術結合而成的綜合性高技術。 其各個組成部分如機械技術、微電子技術、自動控制技術、信息技術、感測技術、電力電子技術、介面技術、模擬量與數字量交換技術以及軟體技術等在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求，這就需要取長補短，不斷向理想化方向發展。

F. 光電一體化屬於強電還是弱電

弱電，屬於控制部分。
但這專業也要學一些強電知識。

G. 光電一體化設備有哪些

光電一體化設備（SDH+PCM)

光端機專家天為電信

型號：TW2000系列
功能：TW2000是一款小型光纖傳輸接入一體化設備，傳輸復用單元採用SDH/MSTP技術，具有2個STM-1線路光介面。業務側有4個E1介面、4個100Base-Tx乙太網介面和30路PCM介面,通過配置/更換不同的業務子卡，可以按使用需要提供不同數量的FXO/FXS/熱線/磁石/四線/非同步數據等多種業務介面。作為傳輸接入一體機，本設備既可以用於簡單的點到點光纖遠距離連接，也可以構成自愈環形網路或鏈型網路，或經STM-1光介面與SDH傳輸網實現復雜的跨網路業務互聯。

TW2000 MSAP光電一體化設備

產品簡介：

在電網/部隊/煤礦/油田等行業專網，通信上注重實時性及業務的不可中斷功能，必須組成自愈環網，其保護機制能保證環網內各項數據和語音傳輸的實時性和准確性。天為電信 推出TW2000 綜合環網光端機，可以組成各種光纖環網，業務介面上也極為豐富， 可以提供 FE-10/100M乙太網，電話語音（包括2/4W 音頻，磁石，E&M,熱線等特殊介面），RS232/485/422串列介面，開關量輸入/輸出介面，以及專業通信的E1 介面，充分滿足行業各種需求，是不可多得的一款實用設備，現已獲得廣泛應用。

產品分類：

TW2000 分為 1U(TW2000-1U） 式設備 和 3U(TW2000-3U） 式 設備，一般來說 3U 設備是中心端匯聚設備，1U 設備是遠端節點設備（當節點設備較少的小型環網時，1U設備也可以充當中心端使用，以降低成本）。

TW2000-1U 設備

提供2個SFP 光口，4個FE1-10/100M乙太網，4個業務槽位，兩個電源槽，所有業務槽位支持各種業務功能盤混插，靈活方便。業務種類有E1、以太、FXS、FXO、音頻2/4線、EM信令、磁石電話、熱線電話、同向64K介面、RS232、RS485等。

TW2000-3U 設備

3U光電一體化設備提供10個槽位，包括兩個電源槽、兩個光口槽、一個風扇槽和五個業務槽，除以太匯聚盤外，所有業務槽位支持各種業務功能盤混插，靈活方便。業務種類有E1、以太、FXS、FXO、音頻2/4線、EM信令、磁石電話、熱線電話、同向64K介面、RS232、RS485等。

系統特點：

支持環型或鏈型等多種網路拓撲

所有板卡支持熱插拔

所有業務板卡支持混插（以太匯聚盤除外）

所有業務卡可自動識別

支持AC220和DC-48V電源盤混插，雙電源可實現1+1保護

支持遠端設備掉電檢測功能

支持實時時鍾功能

支持內時鍾、線路時鍾、外時鍾等多種同步方案

網管功能

管理功能包括ITU-T建議的配置、告警、性能、維護、安全等功能

支持SNMP、本地CONSOLE管理方式

支持全網拓撲發現，支持跨網段管理

支持內置誤碼測試，可測試E1通道性能，便於設備維護

支持所有業務埠的使能和禁止功能，便於設備管理

支持所有業務埠設備側（內環）和線路側（外環）環回，便於設備維護

支持MCU程序和FPGA程序的在線升級更新，便於設備維護

支持系統軟體復位、硬體復位及遠端設備復位功能，便於設備維護

支持配置文件的導入和導出

支持告警信息、性能統計信息、操作日誌信息導出

主控插槽：

1）電源卡 220V/48V可選 1+1雙備份可選

2）光口卡 2XSFP光模塊+ 網管及console 功能 1+1雙備份可選

3）風扇卡 1W 具有運行溫度監控功能

業務插槽：

1）E1 插卡 每塊卡可出16~48E1

2）電話插卡 每塊卡可出16~30路電話（2/4W音頻，磁石，E&M等）

3）乙太網卡 每塊卡可出8路FE+1路GE (8路FE可以分別對應遠端的8路FE,1路GE可以匯聚遠端的8路FE）

4）串口卡 每塊卡可出16路

H. 光電效應是怎麼發現的

普朗克的量子假說提出後，第一個認真考慮他的觀點的是阿爾伯特·愛因斯坦。

普朗克的假設違反「連續性」的經典物理，並且以「假設光波振動的解釋」解釋不連貫的量子能量傳遞，使多數科學家不能接受。

以上問題在愛因斯坦解決「光電效應」問題之後，變得明晰起來。而愛因斯坦也因此而獲得1922年諾貝爾物理學獎。

光電效應是在光的照射下金屬表面發射電子的現象。

1887年，威廉·哈爾瓦克斯發現了一種現象，用紫外線照射帶負電壓的驗電器金屬板，驗電器就放電，光線由金屬「打出」電子，現在的光電管原理就在於此。

繼1887之後，俄國學者斯托列托夫等人也做了多次同類型的實驗，確證了這個事實，並證明被光照過的金屬板帶的是正電。

人們開始定量地研究這種現象並測試「光電子」所帶能量。結果發生矛盾。根據經典物理學定律，光電子的能量會隨光度增加而逐漸增加，但實驗中發現，光的強度雖然增加了，光電子的數量增加了，但能量卻沒有變化。

令人們百思不得其解的是，光電子的能量和照射光的頻率有關。照射光的頻率越高，光電子能量越大。這就是愛因斯坦的觀點所在。

1905年，愛因斯坦發表了3篇論文。其中一篇《關於光的產生和轉化的一個啟發性觀點》的論文認為，在1899至1902年之間，德國學者赫茲的助手勒納德提出光電效應中經典波動理論無法解釋的三點是光的微粒性質的實驗證據。

勒納德提出：

其一，每一種金屬表面都存在一個特徵截止頻率，頻率再小，不管光強多大，都不能發生光電效應。

其二，射出的光電子動能只同入射光頻率有關，同光強無關。

其三，只要入射光頻率超過截止的那個頻率，無論怎樣強弱，都會立即引發光電效應。

在論文中，愛因斯坦把普朗克的量子說和光的微粒觀點相結合，提出光量子假說。光是由光子也是能束和能粒子所組成。牛頓曾經想到過的粒子觀點被波說取代後，在愛因斯坦這里吸收了他的有益思考。

愛因斯坦認為，一束單色光，是一束以光速運動的粒子流，這些粒子稱為光量子，也就是光子。每個光子都有一定的能量，這個以通過頻率計算，用普朗克常數與頻率相乘，可得出每個光子的能量。

一束光的能量就是發射出的光子能量之總和，一定頻率的光，光子的數目越多，光的強度就越大。

光電子能量和入射光頻率之間的關系對古典經典物理學而言，是無法解釋的。頻率和能量的緊密關系要求人們利用普朗克常數。

愛因斯坦正是在普朗克的基礎上而比普朗克更革命。愛因斯坦考慮了途中發生的事情。也就是說量子是否按波的形式傳播或是一成不變。愛因斯坦假設能量按一個量子傳播。光輻射也是由微粒子，即一種「能量小包」組成的。這些微粒子以光速飛越空間，粒子能量是由頻率和作用量子的乘積得出，意味著頻率對光電子的影響。

光電效應是由於金屬中的自由電子吸收了光子能量從金屬中溢出而發生的。電子吸收一個光子便獲得了一份能量，這份能量一部分被消耗，因為電子從金屬表面溢出要做功；一部分就是電子逃離時的動能。

h為普朗克常數，電子從金屬表面溢出所做的功為A，速度為v，則有：hv=A+1／2mv2，這就是愛因斯坦方程。

愛因斯坦的光量子理論，雖然能正確地解釋光電效應，但仍然沒能廣泛承認，就連普朗克這位最早提出量子論的人，也認為愛因斯坦的理論「太過分」了。

原因就在於我們前面所說的「途中」。普朗克只認為電磁波在發射和吸收能量時是一份一份的，而愛因斯坦認為在傳播過程中也具有這樣的性質。

愛因斯坦理論的提出，使人們對光本質的認識前進了一大步。他重新引入微粒觀，又肯定了波動的意義。主要是由於愛因斯坦的工作，使得光的波粒二象性確立，即光有時表現有波動性，有時表現為粒子性。

實驗中的「斯托克斯定律」是愛因斯坦理論的證明。斯托克斯定律是：如果光碰上一塊發熒光的平面，那麼熒光的頻率幾乎總是比較低的，決不會高過引發輻射的頻率。如果用波動理論，則無法解釋，在光量子的假說中，通過愛因斯坦方程可以看到，打在屏幕上的量子放出一部分能量，因此被反射的量子能量較小，頻率也較小。

另外，照相底板受到光照時，即使光線強度極弱，感光層的某些小顆粒也會起變化，而感光層的其他部分則依舊如故。這證明是光量子命中的部分引起變化。

美國物理學家密立根激烈地反對光量子理論，他花了10年時間，企圖用實驗來否定愛因斯坦。為了研究愛因斯坦方程，他把頻率已知的單色光落到一塊板上，然後盡量准確地測出放出的光電子能量。他用這種方法得出的普朗克常數與普朗克公式韻常數完全一致。

根據種種實驗，光既有波的性質，又有粒子的性質，愛因斯坦的關於光是粒子組成的理論，沒有讓現代科學家放棄光的波動，而是有機統一且辯證地結合起來，即光的波粒二象性得到確立。

I. 學校的海鷹光電教學一體機每次重啟後會自動還原怎麼解決

聯想是有系統拯救的，開機時出現LENONO字樣時，按f2進如系統拯救，恢復出廠設置。

本專業培養以光電信息工程為主幹的光電信號獲取、光通信、光電信息處理、光存儲、光顯示及光電信息應用等信息光電子工程領域的基礎知識、基礎理論、基本技能。

能在工農業生產、國防軍工、生物醫療、環境監測、文化娛樂、科學研究等領域相關的行業與部門從事光電技術與系統相關產品的設計、製造、開發、應用、研究、教學、管理、營銷等方面工作，德、智、體、美全面發展的復合型高級專門人才。