摘 要

随着科技的不断进步,光电器件也在不断地发展,其作用领域也在不断扩大,现有的光电器件特性测试系统由于测试对象和测试项目过于单一，已经逐渐无法适应技术的发展。在新形势下,设计出一套强有力的光电器件特性一体化实验系统已经迫在眉睫。

为了尽量改变目前无法进行同一系统多种器件测量的缺点，在本次设计中,我使用了各种器件共用的光学系统和机械机构,同时设计了适用于大部分器件的电路，尽可能的设计一套能够测试多种光电器件各项参数的测试系统。在理论情况下，光敏电阻，光电二极管，光电三极管，硅光电池均可应用于此系统。完成了老师的设计要求。

同时本实验最后制作了以硅光电池为基础的照度计，并对数据进行了处理和分析，完成了老师的动手要求。

关键词：光电器件；光电池；光电特性；照度计

Abstract

With the continuous progress of science and technology, optoelectronic devices are constantly evolving, the role of the field is also expanding, the existing photoelectric device characteristics test system because the test object and test items are too single, has gradually unable to adapt to the development of technology. In the new situation, the design of a set of powerful optoelectronic device features integrated experimental system is imminent.

In order to minimize the current system can not be the same system a variety of device measurement shortcomings, in this design, I use a variety of devices common optical systems and mechanical institutions, and designed for most of the device circuit, as much as possible design A test system capable of testing various parameters of optoelectronic devices. In theory, photoresistors, photodiodes, phototransistors, silicon photovoltaic cells can be applied to this system. Completed the teacher's design requirements.

At the same time, this experiment finally made a photoelectric meter based photometer, and the data were processed and analyzed to complete the teacher's hands-on requirements.

Keywords:optoelectronic devices；photoelectricity；photoelectric characteristics；photometer

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 检测系统的特点和研究意义 1

1.2 本论文的研究工作 2

第2章 光电探测器特性一体化实验系统的构成与原理 3

2.1 待测光电器件 3

2.1.1 光敏电阻 3

2.1.2 光电二极管 3

2.1.3 光电三极管 4

2.2 测试原理 4

2.2.1 光谱响应度测试原理 4

2.2.2 光电二极管特性测试 5

2.2.3 暗电流测试 6

2.3 单色仪 7

2.4 一体化检测系统的总体设计 7

第3章 基于光电池和单片机的照度计 9

3.1 电路设计原理 9

3.2 硅光电池工作原理 10

3.3 AD实用操作方法 12

3.4 实物制作与调试 15

第4章 结论 17

参考文献 18

致 谢 19

附 录 20

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

光电技术是现在的高端技术,光电技术的发展有力的鞭策了当前科技发展。它被广泛应用在军事科研,工业发展,农业进步,宇宙和环境技术,人民健康等方面，光电技术现在在人们的生活中已经发挥着不可替代的作用。尤其是在制作过程中的目视检测和制造自动化里面的各种仪器性能参数的检测,乃至是在图形检查分析等要害的技艺中都起着举足轻重的作用,特别是在那些与光电有关的行业中,光电器件的重要性显而易见^[1]。

因为光电器件的逐渐普遍,在电子线路的设计工作取得了无法忽视的提高。光电器件在自动遥控电子计算机的任务中,乃至于是在各种各样的民用产业和在家庭使用的电器的逐渐普及中,已经慢慢形成了无法小觑的成熟产业。在光电子技术逐步的发展中,光电器件在各行各业中的不可替代性越来越无法忽视。光电子器件各式各样,有不同的性能和作用,如何来把握好这些器件的使用特点,来正确驾驭光电子器件是完成光电技术驾驭的要害。在光电系统使用功能测评中,该系统所使用的光电器件的功能特性参数已成为举足轻重的要素之一。光电器件是一种利用光伏效应来将光所辐射出的信号通过一定方法来转换为相对应的的电信息的器件,它是各种不同光电系统的要素。主要功能是发送一个良好的信号来测量信号,并提取一些必要的信息供后续应用。光电器件的参数主要包含有光谱特性以及偏置特性等等。

日前，像美国的VIM公司，AOT公司和中国的九星电子公司等等国内外公司都在马不停蹄的研究光电器件参数测试系统，意图抢占先机。然而由于这些系统都追求过于精确的测量，因此每个系统都是只特定针对一种光电器件的测定。这种情况对于需要对多种器件进行测量，且不追求高精度测量的用户来讲，却造成了一定的负担。因为他们需要学习多种测试系统的使用，也要花费大量的财力去购买，还要有大量位置去放置。

1.1.2 检测系统的特点和研究意义

面对现阶段光电技术的高速发展，为了能满足一些例如高校等需要同时对多种器件进行检测且对测量精度没有高要求的用户需求，我将要尽力开发出一套能满足多种光电器件特性检测的电路系统。关于这个系统，对于多种器件，我打算利用同一个光源结构，并共享机械结构放大电路，来精简电路，使其可以完成一个电路，多种测量的目的。

我所设计的系统中包含了光学，机械，电子，编程等多个领域的知识，将特性参数测量中所需要的各种测试共同组装在一个平台，使其能顺利运行。并且由于同一个系统可以完成多种光电器件多种参数的测量，所以也大大增加了其简易度。本次一体化检测设计中，光源结构主要是使用低压汞灯、卤钨灯，加上光栅单色仪和光电器件这几部分。

1.2 本论文的研究工作

本次设计的一体化测试系统主要包括以下几点作用：