1、光源与照明专业实验课程教学大纲执 笔 人 ：谢嘉宁审 核 人 ：吕健滔编写日期：2013 年 9 月一、实验类别：专业实验 课程性质：必修 课程学分：4二、实验总学时：64，其中第 5 学期 32 学时（理论 2 学时） ，第 6 学期 32 学时（理论 2 学时）三、应开实验个数：10 必开实验个数：0 选开实验个数：10四、适用专业：光源与照明专业五、考核方式：小论文六、实验成绩评定方法：平时成绩占 60%，期末考试成绩占 40%七、实验成绩占课程总成绩比例：100八、实验教材或自编指导书：光源与照明专业实验讲义（自编）九、实验项目汇总表： 实验编号 实验项目名称 实验类型 实验学时 要求
2、第 5 学期实验一 光敏元件的特性及电机转速测量 综合性 6 选开实验二 光电探测器灵敏度及线性度研究 综合性 6 选开实验三 半导体泵浦固体激光器综合实验 综合性 6 选开实验四 太阳能光伏发电原理与应用实验 综合性 6 选开实验五 燃料电池综合实验 综合性 6 选开实验六 光源色温、发光效率及光强空间分布测量 综合性 6 选开第 6 学期实验一 LED 光色电热综合测试实验 综合性 6 选开实验二 电子镇流器电参数与 LED 电磁兼容测量 综合性 6 选开实验三 光致发光及荧光粉相对亮度测量 综合性 6 选开实验四 智能照明控制系统实验 综合性 6 选开实验五 大功率白光 LED 恒流驱动
3、电源实验 设计性 6 选开实验六 “OLED 驱动电路与程序设计”综合实验 综合性 6 选开实验七 LED 加速老化测试实验 验证性 6 选开第 5 学期学时：32应开实验个数： 5 必开实验个数：0 选开实验个数：5实验一 光敏元件的特性及电机转速测量学时：6（一） 实验类型：综合性（二） 实验目的：1. 掌握光敏二极管、光电池、热释电探测器等光电元件的基本特性，了解其应用；2. 掌握用光敏二极管测量电机转速的原理与方法。（三） 实验内容：1. 测量光电池的短路电流、开路电压及光电流随光照度的变化曲线；2. 测量热释电探测器的输出电压与人体感应距离的关系曲线及与环境温度的关系；3. 用光电开
4、关测量电机转速。（四） 要求：选开（五） 每组人数：4（六） 主要仪器设备及套数：CSY10G 光电传感系统实验仪，示波器；4 套。（七） 所属实验室：物理实验教学中心实验二 光电探测器灵敏度及线性度研究学时：6（一）实验类型：综合性（二）实验目的：1.掌握光电探测器灵敏度和线性度的概念；2.掌握光电探测器（光敏电阻、光电池、光敏二极管）灵敏度和线性度的测量方法。（三）实验内容：1.熟悉光敏电阻、光电池、光敏二极管的结构；2.了解并掌握光电探测器测量系统的基本结构；3.测量光电探测器的灵敏度和线性度，并绘制相应关系曲线。（四）要求：选开（五）每组人数：2（六）主要仪器设备及套数：自制仪器（2
5、套）（七）所属实验室：物理实验教学中心实验三 半导体泵浦固体激光器综合实验学时：6（一）实验类型：综合性（二）实验目的：掌握半导体泵浦固体激光器的工作原理和调试方法，学会测量阈值及功-功转换效率，了解固体激光器倍频的基本原理。（三）实验内容：1调试半导体泵浦固体激光器；2测量阈值及功-功（泵浦光功率 -输出激光功率）转换效率；3研究腔长对阈值及功-功转换效率的影响；4在半导体激光泵浦的固体激光器实验系统的基础上，在激光谐振腔内插入 KTP 晶体，进行腔内倍频，产生 532nm 的绿光输出。（四）要求：选开（五）每组人数：4（六）主要仪器设备及套数：半导体激光泵浦固体激光器及其倍频和调 Q 实验
6、系统，示波器，光电探测器，光谱仪（OSA） 。2 套（七）所属实验室：物理实验教学中心实验四 太阳能光伏发电原理与应用实验学时：6（一）实验类型：综合性（二）实验目的：了解并掌握太阳电池的原理及结构，太阳能发电系统的组成及工程应用。（三） 实验内容：1. 太阳电池特性测量；2. 环境因素对太阳能电池输出的影响；3. 最大功率点跟踪器（MPPT）功能实验；4. 太阳能控制器功能实验；5. 离网太阳能系统搭建及实验；6. 并网太阳能系统搭建及实验。（四） 要求：选开（五） 每组人数：4（六） 主要仪器设备及套数：太阳能光伏发电原理与应用综合实验平台。2 套（七） 所属实验室：物理实验教学中心实验五
7、 燃料电池综合实验学时：6（一） 实验类型：综合性（二） 实验目的：了解并掌握太阳电池的原理及结构，太阳能发电系统的组成及工程应用。（三） 实验内容：1. 燃料电池输出特性的测量；2. 质子交换膜电解池的特性测量；3. 太阳能电池的特性测量；（四） 要求：选开（五） 每组人数：4（六） 主要仪器设备及套数：燃料电池综合实验仪。2 套（七） 所属实验室：物理实验教学中心实验六 光源色温、发光效率及光强空间分布测量学时：6（一） 实验类型：综合性（二） 实验目的：了解并掌握光源色温测试系统的基本结构、测量方法，光通量和流明效率的基本概念及测量方法，光强空间分布的测试原理及方法。（三） 实验内容：1
8、. 了解光源色温测试系统的基本结构及使用方法；2. 测定白炽灯色温与输入功率关系，并绘制功率色温关系曲线，分析其特点；3. 掌握光强空间分布测试系统的基本结构及使用方法；4. 测定插脚式 LED 和贴片式 LED 的光强空间分布，绘出光强空间分布图。5. 计算光源的流明效率，分析流明效率与输入功率的关系。（四） 要求：选开（五） 每组人数：4（六） 主要仪器设备及套数：LED610 光通量测试仪，光源光强度角分布实验仪。3 套（七） 所属实验室：物理实验教学中心第 6 学期学时：32应开实验个数：5 必开实验个数：0 选开实验个数：5实验一 LED 光源光色电热综合测试实验学时：6（一） 实验
9、类型：综合性（二） 实验目的：学会 LED 光源的色参数、光度参数、电参数、结温热阻的快速测试，并实现 LED 在不同温度或工作电流下的瞬态和稳态参数的测量。（三） 实验内容：1. 电性能测试，自动设定并测量 LED 的正向工作电流、正向工作电压、反向击穿电压、反向漏电流；2. 空间光强分布测试，测量光强分布曲线、等效光通量；3. 用快速扫描方式测量相对光谱功率分布、色品坐标、相关色温、显色指数、色容差、峰值波长、光谱半宽度、主波长、色纯度等参数；4. LED 热学特性参数测试实验。（四） 要求：选开（五） 每组人数：4（六） 主要仪器设备及套数：LED 光色电综合分析系统 2 套；高精度快速
10、光谱辐射计,热电性能分析仪, 0.5 米专用积分球, 标准光源及配套稳压电源 , LED 热电光综合分析系统软件, 高精度数字功率计,计算机；2 套。（七） 所属实验室：物理实验教学中心实验二 电子镇流器电参数与 LED 电磁兼容测量学时：6（一） 实验类型：综合性（二） 实验目的：1了解电子镇流器在电光源中的作用及工作原理；2掌握电子镇流器常用性能参数的测量方法；3. 学会判定 LED 及配套电器的抗静电能力；4. 学会判定电子设备的电快速瞬变群脉冲抗扰度 5. 找出 LED 及照明产品在规定的工作状态下工作时，对由开关或雷电作用所产生的有一定危害电平的浪涌（冲击）电压的反应。（三） 实验内
11、容：1测量电子镇流器的输入电压电流波形，电压与电流的有效值、功率、功率因数，以及谐波分析；2测量电子镇流器的输出电压电流波形，电压与电流的有效值、功率、功率因数，以及谐波分析；3测量电子镇流器的输入启动特性：输入端的电压最大值、电压达到最大值的时间、冲击电流、电流达到最大值的时间，以及输入电压、电流启动过程的波形；4比较输入与输出特性的异同，分析原因，分析电子镇流器的输入启动特性。5. 静电抗扰度实验6. 群脉冲抗扰度实验7. 浪涌（冲击）抗扰度实验（四） 要求：选开（五） 每组人数：4（六） 主要仪器设备及套数：HB-5A 电子镇流器性能分析仪，节能灯，电子镇流器 2 套; EMS61000
12、-2A 静电放电发生器 1 台；ESDD-2_静电放电试验台_0.8mm_台式 1 台；ESDD-2_静电放电试验台_0.8mm 1 台； EMS61000-4A 智能型群脉冲发生器 1 台；群脉冲标准实验环境 1 套；EMS61000-5A 雷击浪涌发生器 1 台。（七） 所属实验室：物理实验教学中心实验三 光致发光及荧光粉相对亮度测量学时：6（一） 实验类型：综合性（二） 实验目的：1了解荧光粉光致发光的物理机理；2掌握荧光粉发光效率的基本概念；3掌握荧光粉亮度测量的基本方法和仪器的结构、原理。（三） 实验内容：1熟悉荧光粉亮度测量仪器的结构；2熟悉并掌握荧光粉亮度测量仪器的使用方法；3观
13、察不同颜色荧光粉光致发光颜色，并测量其相对亮度；4配置三基色白光灯用荧光粉，观察颜色并测量其相对亮度。（四） 要求：选开（五） 每组人数：4（六） 主要仪器设备及套数：荧光粉相对亮度测量仪，2 套；荧光粉激发装置，2 套。（七） 所属实验室：物理实验教学中心实验四 智能照明控制系统实验学时：6（一） 实验类型：综合性（二） 实验目的：通过实验了解目前常见光源的调光技术和手段，通过单片机编程和 PC 软件编程来改变设备的设计参数，实现在线动态调光。学习和掌握 DALI 整流器调光技术，0-10V 整流器调光技术，串口通讯技术，VB 上位机的软件编程技术和单片机编程技术。（三） 实验内容：1.学习
14、常见节能光源（节能灯、LED 灯、无极灯）驱动电源的工作原理；2.学习基于 DALI 协议的数码调光和 0-10V 模拟调光；3.根据环境光的变化进行自适应调光；4.定时控制；5.过流、过压、过温保护。（四） 要求：选开（五） 每组人数：4（六） 主要仪器设备及套数：FZM10-型节能照明控制系统，计算机，4 套。（七） 所属实验室：物理实验教学中心实验五 大功率白光 LED 恒流驱动电源实验学时：6（一） 实验类型：综合性（二） 实验目的：1. 了解LED的调光特性； 2. 掌握LED恒流驱动电源的设计方法与制作； 3. 测量 LED 恒流驱动电源的特性参数。（三） 实验内容：1. 设计一种
15、输出电流为 300mA、驱动 4 只 1W LED 串联负载和输出 600mA、驱动 4 只1W LED 的 2 串 2 并负载的恒流源，能用单片机切换 MAX16832A 的电源电压（如+12V 或10V）及对 MAX16832A 进行 PWM/模拟调光。画出电路原理图，焊接 PCB 板。2. 测试其性能。（四） 要求：选开（五） 每组人数：4（六） 主要仪器设备及套数：LED 驱动电源实验仪，2 套。（七） 所属实验室：物理实验教学中心实验六 “OLED 驱动电路与程序设计”综合性实验学时：6（一） 实验类型：综合性（二） 实验目的：1. 了解OLED的机构及工作原理； 2. 了解OLED
16、的光电特性； 3. 掌握OLED单片机驱动电路的设计及编程。（三） 实验内容：1. 根据 OLED 屏与单片机的接口设计，连接硬件。 2. 编写单片机程序(C 程序或汇编程序)，显示自己的班级、姓名、学号等信息。将程序在线下载到单片机。 3. 运行程序，观察并记录（拍照）显示的结果，并进行分析。 4. 用示波器双踪测量 SPI 接口方式的 SCLK 和 DIN 的波形（时序）图，并进行分析。（四） 要求：选开（五） 每组人数：4（六） 主要仪器设备及套数：OLED 实验仪，2 套。（七） 所属实验室：物理实验教学中心实验七 LED 加速老化测试实验学时：6（一） 实验类型：验证性（二） 实验目的：1. 了解大功率 LED 的老化机理；2. 掌握大功率 LED 的老化测试方法；3. 研究 LED 在加速老化后的光通量特性。（三） 实验内容：1. 采用 1 W 大功率 LED 进行改变电流应力条件下的老化实验，再测试老化后的光通量特性；2. 对比样品两次实验的测试数据，分析样品老化后的光通量特性。（四） 要求：选开（五） 每组人数：4（六） 主要仪器设备及套数：DJ5000 LED 加速老化试验仪 2 台；1W 大功率 LED 及相应的 LED 铝基板各 10 颗；（七） 所属实验室：物理实验教学中心
