光电一体研究方法

A. 光电信息科学与工程学什么 知乎

光电信息工程专业在大三下学期的主修课程是测量技术，但不能说是测量专业换了个马甲啊。你问本科是做什么的，这就比较泛泛了，测量也能做，光学设计也能做，这个专业是工科。光信息科学与技术主要是学些理论的知识，是理科。

具体分类是：工学（08）的电子信息类（0807）中的光电信息科学与工程（080705）。（括号内为专业代码）
光信息科学与技术是信息技术的支柱，是一门结合物理学、电子学、光学和计算机科学等多种学科，对光信息科学与技术进行研究的新兴交叉学科，与计算机技术、电子科学与技术、物理学、现代测绘技术相互渗透，紧密联系。研究涉及的领域包括用光取代电信号对声音、图像、数据等多媒体信息进行传输、存储和和信息交换的光通信技术；用光进行临床医疗、器械控制、精密测量、遥感探测、智能制导等应用的光电一体化控制技术等。
该专业属于理科专业，强调理论学习与具体实践相结合，要求学习者有坚实的物理、数学基础和缜密的思维能力。系统地学习本专业，你将掌握物理学、光电子学和计算机科学的专业理论知识。通过各类有趣的实验操作，你会了解新型显示器件及驱动电路的设计、制造及测试的基本方法，从而培养电路分析、工艺分析、器件性能分析和驱动电路设计的基本能力。
本专业主要学习光学、机械学、电子学及计算机科学基础理论及专业知识，了解光电信息技术的前沿理论，把握当代光电信息技术的发展动态，具有研究开发新系统、新技术的能力，接受现代光电信息技术的应用训练，掌握光电信息领域中光电仪器的设计及制造方法，具有在光电信息工程及相关领域从事科研、教学、开发的基本能力。

B. 光电效应测普朗克常数方法研究

用光电效应测普朗克常数
<大学物理实验>课本P280
[实验目的]
1、通过实验深刻理解爱因斯坦的光电效应理论，了解光电效应的基本规律；
2、掌握用光电管进行光电效应研究的方法；
3、学习对光电管伏安特性曲线的处理方法，并用以测定普朗克常数。
[实验仪器]
GD-4型智能光电效应(普朗克常数)实验仪(由光电检测装置和实验仪主机两部分组成)
光电检测装置包括：光电管暗箱GDX-1，高压汞灯箱GDX-2；高压汞灯电源GDX-3和实验基准平台GDX-4。
实验主机为：GD-4型光电效应(普朗克常数)实验仪，该仪器包含有微电流放大器和扫描电压源发生器两部分组成的整体仪器。
[实验原理]
1、普朗克常数的测定
根据爱因斯坦的光电效应方程：
（1）
(其中： 是电子的动能， 是光子的能量， 是光的频率， 是逸出功, 是普朗克常量。)
是材料本身的属性，所以对于同一种材料 是一样的。当光子的能量 时不能产生光电子，即存在一个产生光电效应的截止频率 （ ）
实验中：将 和 间加上反向电压 ( 接负极),它对光电子运动起减速作用.随着反向电压 的增加,到达阳极的光电子的数目相应减少,光电流减小。当 时，光电流降为零，此时光电子的初动能全部用于克服反向电场的作用。即
（2）
这时的反向电压叫截止电压。入射光频率不同时，截止电压也不同。将（2）式代入（1）式，得
（3）
（其中 ）式中 都是常量，对同一光电管 也是常量，实验中测量不同频率下的 ，做出 曲线。在（3）式得到满足的条件下，这是一条直线。
若电子电荷 ，由斜率 可以求出普朗克常数 。由直线上的截距可以求出溢出功 ，由直线在 轴上的截距可以求出截止频率 。如图（2）所示。
2、测量光电管的伏安特性曲线
在照射光的强度一定的情况下，光电管中的电流 与光电管两端的电压 之间存在着一定的关系。
理想曲线与实验曲线有所不同，原因有：
①、光电管的阴极采用逸出电势低的材料制成，这种材料即使在高真空中也有易氧化的趋向，使阴极表面各处的逸出电势不尽相等，同时，逸出具有最大动能的光电子数目大为减少。随着反向电压的增高，光电流不是陡然截止，而是较快降低后平缓的趋近零点。
②、阳极是用逸出电势较高的铂钨等材料做成，本来只有用远紫外线照射才能逸出光电子，因为施加在光电管上的外电场对于这些光电子来说正是一个加速电场，使得发射的光电子由阳极飞向阴极，构成反向电流。
③暗合中的光电管即使没有用光照射，在外加电压下也会有微弱的电流流通，称做暗电流，其主要原因是极间绝缘电阻漏电（包括管座以及玻璃壳内外表面的漏电）、阴极在常温下的热电子辐射等。暗电流与外加电压基本成线性关系。
[实验内容]
1、将仪器的连线接好；
2、经老师确认后，接通电源预热仪器20分钟；
3、熟悉仪器，进行一些简单的操作，并将仪器调零；
4、普朗克常数的测定
选定某一光阑孔径为 的光阑（记录其数值），在不改变光源与光电管之间的距离 的情况下，选用不同滤色片（分别有 为 ， ， ， ， ），调节光电管两端的电压 ，使得光电管中的电流为0，将此时光电管两端的电压表示为 （称为截止电压），将其记录下来；
5、测量光电管的伏安特性曲线
观察5条谱线在同一光阑孔径为 （记录其数值），在不改变光源与光电管之间的距离 （记录其数值）的情况下，改变光电管两端的电压 （范围在 ），记录电压 和对应的光电流 。
6、验证饱和电流与入射光强度成正比：
确定入射光波长 （记录其数值）、光源与光电管之间的距离 （记录其数值）以及光电管两端的电压 （一般为50V，这时认为光电管中的电流已达到最大值，即为饱和电流 ），改变光阑孔径 （分别为： ， ， ），记录对应的饱和光电流 ；
7、整理实验仪器
结束实验时，要将实验仪器按原样摆放好；

[数据的测量与处理]
1、普朗克常数的测定
表一、 关系光阑孔
入射光波长
365.0 404.7 435.8 546.1 577.0
对应频率
8.214 7.408 6.879 5.490 5.196
截止电压

要求：根据表一的实验数据（用最小二乘法处理），得出 直线的斜率 ，即可用 求出普朗克常数，并用普朗克常数的公认值 比较实验相对误差 ，式中 ， 。
2、测光电管的伏安特性曲线：
表二、 ，

要求：在坐标纸上绘出 关系曲线，并描述其特点。

3、验证饱和电流与入射光强度成正比：
表三、 （ 为光的强度）关系 ， ，
光阑孔
2 4 8

要求：作图分析实验数据（提示： 与 成正比例）
[实验总结和误差分析]

C. 612和613所是干什么的

612所指中国空空导弹研究院，613所指航空工业光电所。

1、中国空空导弹研究院

是国家专业从事空空导弹、发射装置、地面检测设备和机载光电设备及其派生型产品研制开发及批量生产的研究发展基地；

研究领域覆盖导弹总体设计与制导、自动控制、无线电、红外、激光、微波、计算机、通讯、精密机械、火箭发动机、信号处理、机械设计与制造等。

2、航空工业光电所

是我国唯一的以火力控制系统总体技术为核心的火控系统和光电系统专业研究所，是集产品研发、生产、维修、服务为一体的光机电综合性多学科应用技术研究所。

研究领域为火力控制与指挥、光电探测与对抗、瞄准显示与任务处理。

科研成果：

1、中国空空导弹研究院

研究院先后获得科技成果近 2800项，其中国家科技进步一等奖1项，二等奖4项，国家级重大成果27项。

被授予"全国精神文明建设先进单位"、"全国和谐劳动关系优秀企业"、"全国企业文化建设实践创新奖"、"全国模范职工之家"、"全国绿色社区创建活动先进单位"等荣誉称号。

2、航空工业光电所

光电所累计完成国家重点型号任务几十项，完成产品设计定型百余项，为国内外军方用户提供先进航空装备一万五千余台套，产品覆盖亚洲、非洲及全国30个省、自治区、直辖市。

以上内容参考航空工业光电所-关于我们

以上内容参考网络-中国空空导弹研究院

D. 中国科学院光电研究院的一体化

中国科学院天地一体化遥感技术系统总体部（以下简称“总体部”）创建于2005年，是在中科院空间科技创新基地的统一部署下，首先以航天遥感综合地面系统为技术系统建设的切入点，面向国家环境与减灾小卫星星座等工程任务，实施系统构建。总体部借鉴工程任务管理模式，通过总体的顶层策划和设计，总体部提出天地一体化遥感技术系统“十一五”期间的工作计划与实施框架方案，包括整体技术系统设计和子系统的任务总要求。天地一体化遥感技术系统由八大子系统组成，即：虚拟Smart传感器系统、智能化处理系统、数据与质量分析控制系统、真实性检验系统、信息共享与服务平台系统、三维激光雷达成像数据处理与应用系统、非成像对地观测数据应用处理系统、运行计划管理系统。在系统构建过程中，战略研究和标准化研究作为基础，贯穿始终。
总体部是在中科院空间科技创新基地的统一部署下，全方位开展航天遥感、航空遥感、近地空间遥感平台、航天遥感综合地面系统等方面研究工作的业务平台和总体机构。作为任务的总体部门，总体部采用大工程任务管理模式，代表中科院实施相关领域任务的工程管理、总体技术与系统集成、遥感工程应用及产业化相关的业务运行管理，同时建立质量体系和重要的技术保障条件，为全院相关工作提供技术支撑服务。总体部下设两总办公室和总体研究室，负责任务总体设计、计划、部署、管理和承担必要的研究工作。通过总体部的统一组织和部署，打破部门、单位和学科的界限，以完成任务目标为宗旨，实施对任务的指挥与协调。两总办公室和总体研究室挂靠在中科院光电研究院。
总体部根据国家在航天对地观测、航空遥感技术、近地航空遥感平台研究等方面的战略需求进行相关领域的任务布局，凝聚中科院各相关研究所及其人才优势、技术优势、产业优势，加强合作，开拓创新，逐步形成中科院天地一体化对地观测业务运行技术体系，提高国家在天基、空基和地基对地观测的综合技术水平，实现我国自主全天候、全天时、全频段对地观测能力，为国家科技进步、经济发展和国防建设做出更大的贡献！
天地一体化遥感技术系统方案研究已完成，在总体组织下，有8个所共同参加的总体及关键技术研究正在进行。航天遥感地面综合系统的技术链已经建立，各子系统构架已经形成，开发了若干原型系统，并在概念与战略研究、数据质量分析与控制系统、真实性检验系统、全过程辐射定标、光学有效载荷数据获取全链路动态仿真概念研究、三维激光雷达成像数据处理与应用系统等方面取得了良好的进展。
光电院总部以中国载人航天工程中的应用系统为重点开展工作，并正在组织争取一批国家空间工程技术和光电工程技术领域的重大任务；光电院支持的一批创新研究项目取得了突破性进展；与光电院并肩工作、按现代企业制度建立并旨在充分发挥各所产业优势的高技术企业国科光电科技有限责任公司也在迅速崛起。光电院总部将进一步加强总体设计、系统集成和工程及运行管理工作，积极组织相关研究所共同争取国家重大任务，同时抓紧基地建设，为完成中国科学院知识创新工程的宏伟目标，开创我国光学光电子领域和空间工程技术领域的高速发展新局面而努力奋斗。

E. 什么是光机电一体化技术

光机电一体化技术是由机械技术与激光－微电子等技术揉合融汇在一起的新兴技术。它与传统的机械产品比较，有很大的不同。光机电一体化是一门跨学科的边缘科学，它是激光技术、微电子技术、计算机技术、信息技术与机械技术结合而成的综合性高技术。 其各个组成部分如机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感技术、电力电子技术、接口技术、模拟量与数字量交换技术以及软件技术等在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就需要取长补短，不断向理想化方向发展。

F. 光电一体化属于强电还是弱电

弱电，属于控制部分。
但这专业也要学一些强电知识。

G. 光电一体化设备有哪些

光电一体化设备（SDH+PCM)

光端机专家天为电信

型号：TW2000系列
功能：TW2000是一款小型光纤传输接入一体化设备，传输复用单元采用SDH/MSTP技术，具有2个STM-1线路光接口。业务侧有4个E1接口、4个100Base-Tx以太网接口和30路PCM接口,通过配置/更换不同的业务子卡，可以按使用需要提供不同数量的FXO/FXS/热线/磁石/四线/异步数据等多种业务接口。作为传输接入一体机，本设备既可以用于简单的点到点光纤远距离连接，也可以构成自愈环形网络或链型网络，或经STM-1光接口与SDH传输网实现复杂的跨网络业务互联。

TW2000 MSAP光电一体化设备

产品简介：

在电网/部队/煤矿/油田等行业专网，通信上注重实时性及业务的不可中断功能，必须组成自愈环网，其保护机制能保证环网内各项数据和语音传输的实时性和准确性。天为电信 推出TW2000 综合环网光端机，可以组成各种光纤环网，业务接口上也极为丰富， 可以提供 FE-10/100M以太网，电话语音（包括2/4W 音频，磁石，E&M,热线等特殊接口），RS232/485/422串行接口，开关量输入/输出接口，以及专业通信的E1 接口，充分满足行业各种需求，是不可多得的一款实用设备，现已获得广泛应用。

产品分类：

TW2000 分为 1U(TW2000-1U） 式设备 和 3U(TW2000-3U） 式 设备，一般来说 3U 设备是中心端汇聚设备，1U 设备是远端节点设备（当节点设备较少的小型环网时，1U设备也可以充当中心端使用，以降低成本）。

TW2000-1U 设备

提供2个SFP 光口，4个FE1-10/100M以太网，4个业务槽位，两个电源槽，所有业务槽位支持各种业务功能盘混插，灵活方便。业务种类有E1、以太、FXS、FXO、音频2/4线、EM信令、磁石电话、热线电话、同向64K接口、RS232、RS485等。

TW2000-3U 设备

3U光电一体化设备提供10个槽位，包括两个电源槽、两个光口槽、一个风扇槽和五个业务槽，除以太汇聚盘外，所有业务槽位支持各种业务功能盘混插，灵活方便。业务种类有E1、以太、FXS、FXO、音频2/4线、EM信令、磁石电话、热线电话、同向64K接口、RS232、RS485等。

系统特点：

支持环型或链型等多种网络拓扑

所有板卡支持热插拔

所有业务板卡支持混插（以太汇聚盘除外）

所有业务卡可自动识别

支持AC220和DC-48V电源盘混插，双电源可实现1+1保护

支持远端设备掉电检测功能

支持实时时钟功能

支持内时钟、线路时钟、外时钟等多种同步方案

网管功能

管理功能包括ITU-T建议的配置、告警、性能、维护、安全等功能

支持SNMP、本地CONSOLE管理方式

支持全网拓扑发现，支持跨网段管理

支持内置误码测试，可测试E1通道性能，便于设备维护

支持所有业务端口的使能和禁止功能，便于设备管理

支持所有业务端口设备侧（内环）和线路侧（外环）环回，便于设备维护

支持MCU程序和FPGA程序的在线升级更新，便于设备维护

支持系统软件复位、硬件复位及远端设备复位功能，便于设备维护

支持配置文件的导入和导出

支持告警信息、性能统计信息、操作日志信息导出

主控插槽：

1）电源卡 220V/48V可选 1+1双备份可选

2）光口卡 2XSFP光模块+ 网管及console 功能 1+1双备份可选

3）风扇卡 1W 具有运行温度监控功能

业务插槽：

1）E1 插卡 每块卡可出16~48E1

2）电话插卡 每块卡可出16~30路电话（2/4W音频，磁石，E&M等）

3）以太网卡 每块卡可出8路FE+1路GE (8路FE可以分别对应远端的8路FE,1路GE可以汇聚远端的8路FE）

4）串口卡 每块卡可出16路

H. 光电效应是怎么发现的

普朗克的量子假说提出后，第一个认真考虑他的观点的是阿尔伯特·爱因斯坦。

普朗克的假设违反“连续性”的经典物理，并且以“假设光波振动的解释”解释不连贯的量子能量传递，使多数科学家不能接受。

以上问题在爱因斯坦解决“光电效应”问题之后，变得明晰起来。而爱因斯坦也因此而获得1922年诺贝尔物理学奖。

光电效应是在光的照射下金属表面发射电子的现象。

1887年，威廉·哈尔瓦克斯发现了一种现象，用紫外线照射带负电压的验电器金属板，验电器就放电，光线由金属“打出”电子，现在的光电管原理就在于此。

继1887之后，俄国学者斯托列托夫等人也做了多次同类型的实验，确证了这个事实，并证明被光照过的金属板带的是正电。

人们开始定量地研究这种现象并测试“光电子”所带能量。结果发生矛盾。根据经典物理学定律，光电子的能量会随光度增加而逐渐增加，但实验中发现，光的强度虽然增加了，光电子的数量增加了，但能量却没有变化。

令人们百思不得其解的是，光电子的能量和照射光的频率有关。照射光的频率越高，光电子能量越大。这就是爱因斯坦的观点所在。

1905年，爱因斯坦发表了3篇论文。其中一篇《关于光的产生和转化的一个启发性观点》的论文认为，在1899至1902年之间，德国学者赫兹的助手勒纳德提出光电效应中经典波动理论无法解释的三点是光的微粒性质的实验证据。

勒纳德提出：

其一，每一种金属表面都存在一个特征截止频率，频率再小，不管光强多大，都不能发生光电效应。

其二，射出的光电子动能只同入射光频率有关，同光强无关。

其三，只要入射光频率超过截止的那个频率，无论怎样强弱，都会立即引发光电效应。

在论文中，爱因斯坦把普朗克的量子说和光的微粒观点相结合，提出光量子假说。光是由光子也是能束和能粒子所组成。牛顿曾经想到过的粒子观点被波说取代后，在爱因斯坦这里吸收了他的有益思考。

爱因斯坦认为，一束单色光，是一束以光速运动的粒子流，这些粒子称为光量子，也就是光子。每个光子都有一定的能量，这个以通过频率计算，用普朗克常数与频率相乘，可得出每个光子的能量。

一束光的能量就是发射出的光子能量之总和，一定频率的光，光子的数目越多，光的强度就越大。

光电子能量和入射光频率之间的关系对古典经典物理学而言，是无法解释的。频率和能量的紧密关系要求人们利用普朗克常数。

爱因斯坦正是在普朗克的基础上而比普朗克更革命。爱因斯坦考虑了途中发生的事情。也就是说量子是否按波的形式传播或是一成不变。爱因斯坦假设能量按一个量子传播。光辐射也是由微粒子，即一种“能量小包”组成的。这些微粒子以光速飞越空间，粒子能量是由频率和作用量子的乘积得出，意味着频率对光电子的影响。

光电效应是由于金属中的自由电子吸收了光子能量从金属中溢出而发生的。电子吸收一个光子便获得了一份能量，这份能量一部分被消耗，因为电子从金属表面溢出要做功；一部分就是电子逃离时的动能。

h为普朗克常数，电子从金属表面溢出所做的功为A，速度为v，则有：hv=A+1／2mv2，这就是爱因斯坦方程。

爱因斯坦的光量子理论，虽然能正确地解释光电效应，但仍然没能广泛承认，就连普朗克这位最早提出量子论的人，也认为爱因斯坦的理论“太过分”了。

原因就在于我们前面所说的“途中”。普朗克只认为电磁波在发射和吸收能量时是一份一份的，而爱因斯坦认为在传播过程中也具有这样的性质。

爱因斯坦理论的提出，使人们对光本质的认识前进了一大步。他重新引入微粒观，又肯定了波动的意义。主要是由于爱因斯坦的工作，使得光的波粒二象性确立，即光有时表现有波动性，有时表现为粒子性。

实验中的“斯托克斯定律”是爱因斯坦理论的证明。斯托克斯定律是：如果光碰上一块发荧光的平面，那么荧光的频率几乎总是比较低的，决不会高过引发辐射的频率。如果用波动理论，则无法解释，在光量子的假说中，通过爱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较小，频率也较小。

另外，照相底板受到光照时，即使光线强度极弱，感光层的某些小颗粒也会起变化，而感光层的其他部分则依旧如故。这证明是光量子命中的部分引起变化。

美国物理学家密立根激烈地反对光量子理论，他花了10年时间，企图用实验来否定爱因斯坦。为了研究爱因斯坦方程，他把频率已知的单色光落到一块板上，然后尽量准确地测出放出的光电子能量。他用这种方法得出的普朗克常数与普朗克公式韵常数完全一致。

根据种种实验，光既有波的性质，又有粒子的性质，爱因斯坦的关于光是粒子组成的理论，没有让现代科学家放弃光的波动，而是有机统一且辩证地结合起来，即光的波粒二象性得到确立。

I. 学校的海鹰光电教学一体机每次重启后会自动还原怎么解决

联想是有系统拯救的，开机时出现LENONO字样时，按f2进如系统拯救，恢复出厂设置。

本专业培养以光电信息工程为主干的光电信号获取、光通信、光电信息处理、光存储、光显示及光电信息应用等信息光电子工程领域的基础知识、基础理论、基本技能。

能在工农业生产、国防军工、生物医疗、环境监测、文化娱乐、科学研究等领域相关的行业与部门从事光电技术与系统相关产品的设计、制造、开发、应用、研究、教学、管理、营销等方面工作，德、智、体、美全面发展的复合型高级专门人才。