光 电 信 息 科 学 与 工 程 专 业 认 知 实 习 实 验 报 告 姓 名 : 学 号 : 班 级 : 专 业 : 时 间 : 李 屹 成 3130000125 光 电 1303 光 电 信 息 科 学 与 工 程 专 业 学 系 2014 年 7 月 13 日
1. 实 习 内 容 内 容 1:3D 摄 像 及 显 示 原 理 : 当 两 只 眼 睛 看 到 的 图 像 有 略 微 差 别, 我 们 的 大 脑 将 这 两 幅 画 面 综 合 在 一 起, 形 成 一 种 深 度 的 视 觉 大 脑 能 够 根 据 接 受 到 的 两 幅 图 像 中 同 一 物 体 之 间 位 差 的 大 小 判 断 出 此 物 体 的 深 度 和 远 近, 距 离 眼 睛 越 远, 位 差 就 越 小, 反 之 就 越 大 3D 立 体 摄 影 就 是 ( 模 拟 双 眼 的 位 置 ) 从 左 右 两 个 具 有 轻 微 角 度 差 异 的 观 察 点 分 别 拍 摄 同 一 个 物 体, 然 后 将 这 两 幅 照 片 以 同 样 的 方 式 展 示 出 来 偏 光 式 3D 显 示 是 通 过 在 显 示 屏 幕 上 加 放 偏 光 板, 向 观 看 者 输 送 两 幅 偏 振 方 向 不 同 的 两 幅 画 面, 当 画 面 经 过 偏 振 眼 镜 时, 由 于 偏 光 式 眼 镜 的 每 只 镜 片 只 能 接 受 一 个 偏 振 方 向 的 画 面, 这 样 人 的 左 右 眼 就 能 接 收 两 组 画 面, 再 经 过 大 脑 合 成 立 体 影 像 主 动 快 门 式 3D 技 术 是 通 过 将 对 应 左 眼 和 右 眼 的 两 组 画 面 高 速 交 替 显 示 出 来, 同 时 红 外 信 号 发 射 器 将 同 步 把 持 快 门 式 3D 眼 镜 的 左 右 镜 片 开 关, 使 左 右 双 眼 能 够 在 准 确 的 时 刻 看 到 相 应 画 面 一 般 情 形 下,3D 液 晶 屏 幕 刷 新 频 率 必 需 到 达 120Hz 以 上, 也 才 能 保 证 用 户 看 到 持 续 而 不 闪 耀 的 3D 图 像 后 果 主 动 快 门 式 3D 的 镜 片 实 质 上 是 分 别 控 制 开 / 关 的 两 片 液 晶 屏, 眼 镜 中 的 液 晶 层 有 黑 和 白 两 种 状 态, 平 常 显 示 为 白 色 即 透 明 状 态, 通 电 之 后 就 会 变 黑 色 通 过 一 种 讯 号 发 射 装 置, 让 3D 眼 镜 和 屏 幕 之 间 实 现 精 确 同 步 用 3D 摄 像 机 拍 摄 一 段 影 像, 将 拍 摄 好 的 3D 视 频 分 别 用 偏 振 式 3D 电 视 机 和 主 动 快 闪 式 3D 电 视 机 播 放, 观 察 播 放 效 果 内 容 2: 光 学 投 影 键 盘 与 kinect 体 验 1) 将 激 光 投 影 键 盘 通 过 蓝 牙 与 自 己 的 手 机 连 接, 通 过 光 学 键 盘 上 的 虚 拟 按 键 控 制 手 机 按 键 了 解 激 光 投 影 键 盘 的 工 作 原 理 2) 了 解 Kinect 传 感 器 工 作 原 理 体 验 kinect 提 供 的 各 种 游 戏 内 容 3: 太 阳 能 电 池 特 性 测 量 及 应 用 1) 在 不 同 照 度 下 测 量 太 阳 电 池 的 开 路 电 压 和 短 路 电 流 在 太 阳 电 池 电 路 中 串 联 变 阻 器, 在 一 定 光 照 条 件 下, 改 变 电 阻, 测 量 太 阳 电 池 的 输 出 电 压 和 电 流 再 改 变 光 照 条 件, 再 次 测 量 输 出 电 压 和 电 流 绘 制 不 同 光 照 条 件 下 的 输 出 伏 安 特 性 曲 线, 以 及 功 率 曲 线 分 别 找 出 最 大 功 率 点, 对 应 的 电 阻 值 即 为 最 佳 匹 配 负 载 并 分 别 计 算 填 充 因 子 和 转 换 效 率 2) 太 阳 电 池 遮 挡 实 验 原 理 : 太 阳 能 电 池 并 联 连 接 时, 总 输 出 电 流 为 各 并 联 电 池 支 路 电 流 之 和 在 有 遮 挡 时, 只 要 最 差 支 路 的 开 路 电 压 高 于 组 件 的 工 作 电 压, 则 输 出 电
流 仍 为 各 支 路 电 流 之 和 若 有 某 支 路 的 开 路 电 压 低 于 组 件 的 工 作 电 压, 则 该 支 路 将 作 为 负 载 而 消 耗 能 量 太 阳 能 电 池 串 联 连 接 时, 串 联 支 路 输 出 电 流 由 输 出 最 小 的 电 池 决 定 在 有 遮 挡 时, 一 方 面 会 使 该 支 路 输 出 电 流 降 低, 另 一 方 面, 被 遮 挡 部 分 将 消 耗 其 它 部 分 产 生 的 能 量, 这 样 局 部 的 温 度 就 会 很 高, 产 生 热 斑, 严 重 时 会 烧 坏 太 阳 能 电 池 组 件 对 太 阳 电 池 组 合 进 行 不 同 程 度 不 同 方 式 的 遮 挡, 观 测 LED 发 光 情 况 3) 测 量 红 白 绿 三 种 LED 的 伏 安 特 性 曲 线 变 换 6 块 太 阳 电 池 的 不 同 串 并 联 组 合, 观 测 LED 发 光 情 况 内 容 4:PSD 位 置 灵 敏 探 测 器 实 验 PSD 是 利 用 光 来 测 量 物 体 位 置 的 仪 器 基 本 原 理 是 三 角 测 量 不 同 位 置 的 物 体 反 射 回 来 的 光 会 成 不 同 的 角 度, 从 而 输 出 的 电 信 号 也 不 同 电 压 会 与 被 测 量 物 体 的 位 置 有 对 应 关 系, 因 此 可 以 根 据 输 出 的 电 压 来 得 知 被 测 量 物 体 的 位 置 连 接 传 感 器 在 不 同 位 置 放 置 被 测 物 体, 观 测 传 感 器 读 数 绘 制 被 测 距 离 与 传 感 器 读 数 的 关 系 曲 线, 并 分 析 曲 线 内 容 5:3D 打 印 体 验 近 距 离 观 察 3D 打 印 的 过 程, 了 解 其 基 本 原 理 2. 实 习 结 果 内 容 1:3D 摄 像 及 显 示 我 们 在 室 外 拍 摄 了 一 段 视 频 随 后, 我 们 在 室 内 用 两 种 不 同 的 显 示 设 备 观 看 播 放 效 果 首 先 是 偏 振 光 式 的 显 示 设 备 观 察 发 现 有 较 明 显 的 3D 效 果 特 别 是 原 本 拍 摄 内 容 纵 深 比 较 明 显 的 部 分, 比 如 近 处 的 树 叶 和 远 处 的 建 筑,3D 效 果 最 为 明 显 看 一 段 时 间 后, 会 有 头 晕 的 感 觉, 可 能 是 不 适 应 这 种 成 像 主 动 快 闪 式 的 显 示 设 备, 也 有 较 明 显 的 3D 效 果, 但 是 看 的 时 候 头 晕 感 更 明 显 主 动 快 闪 式 设 备 的 3D 眼 镜 更 重 一 些 内 容 2: 光 学 投 影 键 盘 与 kinect 体 验 将 手 机 与 激 光 投 影 键 盘 设 备 连 接 还 是 非 常 方 便 的 连 接 后, 在 白 纸 上 投 影 的 虚 拟 键 盘 非 常 清 楚 用 手 按 下 键 盘 上 的 按 键, 可 以 立 刻 听 到 滴 的 声 音, 并 且 在 手 机 上 相 应 地 打 出 了 对 应 的 字 符 同 时 也 可 以 删 除 退 出 等 这 样 的 操 作 非 常 方 便, 仪 器 非 常 灵 敏 当 手 指 高 速 地 在 几 个 按 键 之 间 打 字 的 时 候, 设 备 几 乎 没 有 延 迟 当 手 指 悬 在 空 中 挡 住 光 线 但 不 按 下 时,
并 不 会 触 发 键 盘 动 作 只 有 手 指 接 触 白 纸 表 面 时, 键 盘 动 作 才 会 被 触 发 这 说 明 设 备 内 部 有 相 应 的 算 法 来 判 别 手 指 到 底 有 没 有 按 住 虚 拟 按 键, 而 不 只 是 根 据 挡 光 来 判 断 Kinect 体 验 : 首 先, 经 过 不 断 尝 试 发 现, 只 有 身 体 距 离 Kinect 在 1.7 米 左 右 时, 才 能 较 好 地 被 识 别 太 近 或 太 远 都 不 利 于 设 备 识 别 人 其 次, 设 备 识 别 手 需 要 一 定 的 尝 试 虽 然 设 备 能 捕 捉 到 这 个 手 形 物 体, 但 它 并 不 难 立 刻 判 别 这 是 一 只 手, 并 服 从 手 的 指 挥 需 要 手 作 出 一 定 的 动 作, 才 能 让 设 备 确 信 这 是 一 只 由 用 户 意 志 自 由 控 制 的 手, 才 会 服 从 这 只 手 的 指 挥 多 数 游 戏 内 容 是 由 手 操 控 的 最 典 型 的 是 水 果 忍 者 游 戏, 在 一 个 如 此 快 节 奏 的 游 戏 中, Kinect 能 够 灵 敏 地 捕 捉 手 的 高 速 划 动, 转 换 为 游 戏 中 的 信 号, 说 明 来 Kinect 响 应 的 灵 敏 程 度 此 外, 在 游 戏 中 发 现 Kinect 不 只 是 捕 捉 手, 而 是 捕 捉 整 个 人 体, 非 常 智 能 在 游 戏 中, 偶 尔 会 发 现 Kinect 设 备 的 摄 像 头 角 度 发 生 变 化, 例 如 仰 角 变 大 这 说 明 Kinect 不 只 是 被 动 地 捕 捉 人 体, 当 它 发 现 有 必 要 时, 还 会 主 动 地 跟 踪 进 行 拍 摄 这 也 反 映 出 这 个 设 备 非 常 依 赖 内 部 的 软 件 算 法 内 容 3: 太 阳 能 电 池 特 性 测 量 及 应 用 1. 太 阳 能 电 池 的 特 性 测 量 1.1 短 路 电 流 和 开 路 电 压 我 们 共 测 量 来 7 组 不 同 光 照 度 下 的 数 据
由 图 得 出 : 随 着 光 照 度 的 增 大, 短 路 电 流 和 开 路 电 压 均 增 大 其 中, 短 路 电 流 的 增 长 比 较 接 近 线 性, 而 开 路 电 流 的 增 长 幅 度 随 光 照 度 增 大 越 来 越 不 明 显 1.2 太 阳 能 电 池 的 输 出 特 性 曲 线 我 们 共 在 三 种 不 同 的 光 照 度 下 测 量 来 太 阳 电 池 的 输 出 特 性 结 果 如 下 : 1.2.1 16.8lx 下 的 输 出 特 性 曲 线 : 电 压 电 流 数 据 如 左 表 : POWER/10^-3 W 8 6 4 2 0 16.8LX 下 的 功 率 曲 线 16.8lx 下, 最 大 输 出 功 率 约 为 6.50*10^-3 W 最 佳 负 载 约 为 423 欧 填 充 因 子 -2 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 VOLTAGE/V FF=6.50/13.24=49.1% 1.2.2 30.0 lx 下 的 输 出 特 性 曲 线 : 电 压 电 流 数 据 如 下 表, 伏 安 特 性 曲 线 如 右 图 :
功 率 曲 线 如 下 : Power/10^-3 W 30 20 10 0 30.0 lx 下 的 功 率 曲 线 0 1 2 3 4 30.0 lx 下, 最 大 输 出 功 率 约 为 21.00*10^-3 W 最 佳 负 载 约 为 320 欧 填 充 因 子 Voltage/V FF=21.00/35.5=59.2% 1.2.3 44.5 lx 下 的 输 出 特 性 曲 线 : 电 压 电 流 数 据 如 下 表, 伏 安 特 性 曲 线 如 右 图 : 功 率 曲 线 如 下
Power/10^-3 W 30 20 10 0 44.5 lx 下 的 功 率 曲 线 0 1 2 3 4 Votlage/V 44.5xl 下, 最 大 输 出 功 率 约 为 27.00*10^-3 W 最 佳 负 载 约 为 260 欧 填 充 因 子 FF=27.00/43.6=61.9% 由 此 可 以 发 现, 在 实 验 的 照 度 范 围 内, 照 度 越 大, 最 大 输 出 功 率 越 大, 最 佳 负 载 越 小, 填 充 因 子 越 大 由 于 未 测 量 电 池 面 积, 无 法 计 算 电 池 效 率 数 值, 但 仍 可 以 推 断, 在 实 验 光 照 范 围 内 效 率 是 随 光 照 度 增 大 而 增 大 2. 遮 挡 对 太 阳 能 电 池 输 出 的 影 响 实 验 我 用 photoshop 绘 制 了 示 意 图, 不 同 遮 挡 方 式 的 影 响 如 下 表 : 实 验 均 为 三 块 太 阳 电 池 串 联, 其 中 棕 色 细 条 表 示 太 阳 电 池 内 部 阵 列, 阴 影 部 分 表 示 被 遮 挡 遮 挡 方 式 短 路 遮 挡 方 式 短 路 电 流 电 流 /ma /ma 7 4 6 0 2 1 0 4 由 此 可 见, 短 路 电 流 并 不 单 纯 与 遮 挡 面 积 相 关, 而 是 与 遮 挡 部 位, 遮 挡 的 横 竖 都 有 关 分 析 可 见, 横 向 遮 挡, 即 不 遮 住 任 何 一 小 阵 列 时, 对 输 出 电 流 的 影 响 并 不 大, 但 是 竖 着 遮 挡, 即 完 全 挡 住 部 分 小 条 时, 对 输 出 的 影 响 时 致 命 的 这 说 明, 各 个 细 条 表 示 的 阵 列 之 间 是 串 联, 当 完 全 遮 住 某 一 细 条 时, 这 部 分 就 成 为 负 载, 使 得 整 体 输 出 电 流 迅 速 降 为 零 但 是 横 向 遮 挡
时, 相 当 于 负 载 与 电 池 并 联, 负 载 不 会 致 命 3. 太 阳 能 电 池 点 亮 LED 实 验 不 同 串 并 联 组 合 方 式 下 的 红 光 LED 发 光 光 照 度 如 下 表 : 组 合 Led 发 组 合 方 式 空 白 Led 发 方 式 光 时 测 对 着 光 时 定 照 度 /lx 测 定 /lx 照 度 /lx 两 块 43.0 11.3 114.0 串 联 两 块 25.0 10.6 95.0 并 联 六 块 102.8 9.6 42.2 串 联 由 此 可 见, 串 并 联 组 合 并 不 是 串 联 越 多 越 好, 也 不 是 并 联 越 多 越 好 在 六 块 电 池 组 合 时, 采 用 两 块 并 联, 再 与 其 他 四 块 串 联 最 好 这 是 因 为 并 联 造 成 电 压 损 失, 串 联 造 成 电 流 损 失 白 光 LED 伏 安 特 性 曲 线 及 数 据 如 下 : 红 光 LED 伏 安 特 性 曲 线 及 数 据 如 下 :
绿 光 LED 伏 安 特 性 曲 线 及 数 据 如 下 : 由 此 可 见 三 种 LED 的 正 向 导 通 电 压 是 白 光 最 大, 绿 光 次 之, 红 光 最 小 内 容 4:PSD 位 置 灵 敏 探 测 器 实 验 Distance/cm 2.0 2.2 2.5 2.7 2.8 2.9 3.0 3.3 3.7 4.0 4.5 4.7 Voltage/V 2.04 1.62 1.36 1.56 1.80 2.04 2.20 2.74 2.92 2.90 2.92 3.03 Distance/cm 4.8 4.9 5.5 5.7 5.9 6.1 6.5 6.8 7.0 7.5 8.0 8.5 Voltage/V 3.00 3.06 3.07 3.07 3.07 3.07 3.07 3.07 3.07 3.06 2.97 2.84 Distance/cm 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 Voltage/V 2.69 2.55 2.46 2.34 2.25 2.15 2.08 1.91 1.80 1.67 1.58 1.49 Distance/cm 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0 32.0 36.0 40.0 Voltage/V 1.41 1.34 1.30 1.24 1.19 1.10 1.00 0.96 0.90 0.86 0.79 0.70 Distance/cm 44.0 48.0 54.0 64.0 70.0 75.0 80.0 90.0 Voltage/V 0.66 0.60 0.55 0.51 0.45 0.45 0.43 0.35
拟 合 曲 线 如 图, 可 见 并 非 线 性, 而 是 先 随 距 离 增 大 而 上 升, 再 随 距 离 增 大 而 下 降 在 5.5-7.0cm 处 达 到 最 大 值 这 与 PSD 的 原 理 有 关 在 这 一 位 置 以 外, 三 角 测 距 方 法 才 比 较 有 效 而 距 离 大 于 30cm 时, 数 据 比 较 具 有 线 性 性 内 容 5:3D 打 印 体 验 本 次 实 验 中, 我 近 距 离 观 察 来 3D 打 印 的 过 程 应 该 说, 核 心 在 于 用 算 法 控 制 打 印 头 在 3D 空 间 内 的 移 动 3D 打 印 精 度 还 是 非 常 高 的, 只 是 速 度 还 比 较 缓 慢 打 出 来 的 模 型 也 很 牢 固 3. 实 习 思 考 题 解 答 内 容 1:3D 摄 像 及 显 示 1) 请 简 单 描 述 自 拍 摄 的 视 频 的 3D 效 果 如 何? 答 : 在 3D 显 示 设 备 上 能 看 出 明 显 的 3D 效 果, 特 别 是 拍 摄 内 容 本 身 具 有 比 较 好 的 纵 深 程 度 时, 比 如 近 处 的 树 叶 和 远 处 的 建 筑 画 面 清 晰 度 也 很 高 2) 请 比 较 两 种 不 同 技 术 的 3D 电 视 机 的 优 缺 点 答 : 偏 振 光 式 3D 电 视 优 点 是 技 术 相 对 简 单, 因 此 成 本 低, 而 且 偏 振 光 的 方 式 对 人 眼 来 说 也 比 较 舒 适 不 足 之 处 是, 由 于 利 用 偏 振 光, 到 达 人 眼 的 光 必 然 要 损 失 掉 一 大 部 分, 这 样 造 成 图 像 质 量 下 降 主 动 快 闪 式 3D 电 视 优 点 是, 因 为 采 用 镜 片 做 开 关 控 制 左 右 眼 交 替 看 到 对 应 画 面, 画 质 不 会 损 失 缺 点 有 : 技 术 复 杂 ( 需 要 很 紧 密 的 信 号 控 制 眼 睛 中 的 液 晶 ) 因 而 成 本 高 为 了 让 人 眼 看 到 连 续 画 面 必 须 提 高 画 面 帧 速 率 眼 睛 需 要 充 电 因 而 比 较 重 显 示 方 式 让 人 眼 长 时 间 观 看 后 不 舒 适 3) 请 分 析 索 尼 3D 摄 像 机 液 晶 屏 为 什 么 可 以 裸 眼 观 看 3D 效 果 答 : 我 认 为 是 采 用 了 光 屏 障 式 裸 眼 3D 技 术 具 体 的 说, 在 屏 幕 上 有 着 非 常 细 小 ( 几 十 微 米 宽 ) 的 挡 光 条 纹, 条 纹 位 置 和 图 像 配 合 好, 使 得 左 眼 观 察 时, 部 分 图 像 被 遮 挡, 右 眼 观 察 时, 另 一 部 分 图 像 被 遮 挡, 从 而 左 右 眼 看 到 两 组 不 同 画 面, 实 现 3D 效 果 我 这 样 推 断 的 理 由 是, 第 一, 这 个 液 晶 屏 更 换 角 度 观 看 有 一 定 程 度 的 质 量 损 失, 这 就 是 挡 光 造 成 的 第 二, 在 所 有 的 裸 眼 3D 技 术 中, 光 屏 障 是 相 对 成 熟 的 一 种, 制 造 相 对 简 单,
成 本 也 低, 夏 普 的 3D 手 机 和 任 天 堂 的 3DS 游 戏 机 都 是 采 用 这 种 技 术 在 一 个 摄 像 机 的 显 示 屏 中, 采 用 其 他 裸 眼 3D 技 术 成 本 太 高, 不 合 理 第 三, 采 用 这 种 技 术 的 缺 点 是 屏 幕 亮 度 偏 低, 但 在 这 个 液 晶 屏 中, 不 需 要 亮 度 太 高, 因 此 运 用 光 屏 障 式 技 术 是 合 适 的 4) 如 你 购 买 3D 显 示 器, 你 会 选 用 哪 种 显 示 器?( 眼 镜 式 3D 显 示 / 无 辅 助 立 体 显 示 技 术 即 裸 眼 3D 显 示 技 术 ) 答 : 眼 睛 式 3D 显 示 因 为 裸 眼 3D 显 示 器 实 在 太 昂 贵 更 何 况, 裸 眼 3D 技 术 往 往 变 换 观 察 角 度 后 图 像 就 有 问 题 我 并 不 希 望 我 的 显 示 器 只 能 从 一 个 角 度 观 看 所 有 带 眼 镜 式 的 更 好 内 容 2: 光 学 投 影 键 盘 与 kinect 体 验 1) 概 述 激 光 投 影 键 盘 涉 及 哪 些 技 术? 答 : 信 号 传 输 到 手 机 用 到 蓝 牙 技 术 在 白 纸 上 得 到 虚 拟 键 盘 用 到 激 光 显 示 技 术 获 取 手 指 位 置 信 息 首 先 用 到 红 外 线 技 术, 设 备 下 端 发 出 平 行 红 外 线, 在 手 指 上 形 成 红 外 线 光 斑 摄 像 头 捕 捉 光 斑 用 到 模 式 识 别 的 技 术 将 光 斑 位 置 变 动 转 换 为 手 指 动 作 用 到 图 像 处 理 技 术 2) 概 述 Kinect 传 感 器 涉 及 哪 些 技 术? 答 :Kinect 捕 捉 玩 家 身 体 使 用 骨 骼 追 踪 匹 配 技 术, 即 将 摄 像 机 捕 捉 的 图 像 跟 内 置 的 骨 骼 模 型 匹 配, 如 果 匹 配 率 高 则 认 定 为 人 体 捕 捉 玩 家 动 作 需 要 用 到 3D 深 度 感 受 技 术 其 中, 用 到 红 外 线 发 生 与 吸 收 的 技 术 确 定 不 同 玩 家 身 份 需 要 人 脸 识 别 技 术 Kinect 还 搭 配 了 追 焦 技 术, 底 座 马 达 会 随 着 对 焦 物 体 移 动 跟 着 转 动 内 容 3: 太 阳 能 电 池 特 性 测 量 及 应 用 1) 太 阳 能 电 池 在 不 同 光 照 下, 输 出 的 功 率 最 大 时 的 负 载 电 阻 阻 值 是 否 一 样 答 : 不 一 样 根 据 实 验 结 果, 在 实 验 的 照 度 范 围 内, 照 度 越 强, 则 输 出 功 率 越 大 时, 最 佳 负 载 阻 值 越 小 我 认 为 原 因 是 这 样 的 : 输 出 功 率 最 大 时, 应 该 是 外 部 负 载 与 电 池 内 阻 相 等 的 时 候 ( 这 可 以 由 欧 姆 定 律 退 出, 高 中 学 过 ), 而 照 度 越 大, 太 阳 电 池 内 部 缺 陷 越 少, 载 流 子 运 输 越 容 易, 相 当 于 内 阻 越 小, 那 么 相 应 的 最 佳 负 载 电 阻 阻 值 也 就 越 小 2) 查 阅 资 料 : 红 绿 白 色 发 光 二 极 管 的 正 向 伏 安 特 性 中, 额 定 工 作 电 压 不 同 的 原 因 是 什 么, 白 光 LED 是 芯 片 本 身 发 白 光 吗? 答 : 三 种 发 光 二 极 管 的 材 质 是 不 同 的 一 般 来 说 是 砷 化 镓 二 极 管 发 红 光, 磷 化 镓 二 极 管 发 绿 光 不 同 的 材 质 对 应 了 不 同 的 能 带 结 构 和 禁 带 宽 度 LED 工 作 时, 晶 片 的 PN 结 两 端 的 电 压 保 持 禁 带 宽 度 不 变, 而 施 加 在 LED 两 端 多 余 的 电 压 则 会 分 布 在 晶 片 衬 底 灯 架 等 部 位 所 以,LED 正 常 的 工 作 电 压 应 该 略 大 于 禁 带 宽 度 即 可 根 据 查 到 的 数 据, 砷 化 镓 带 隙 宽 度 为 1.42eV, 磷 化 镓 为 2.26eV, 当 然 加 工 中 还 需 要 用 化 学 方 法 调 整, 因 此 绿 光 LED 比 红 光 LED 高 一 些 白 光 LED 本 身 不 是 发 白 光 理 论 上, 红 光 绿 光 蓝 光 合 在 一 起 可 以 得 到 白 光, 但 是 目 前 生
产 的 白 光 LED 通 常 不 是 发 出 三 种 光, 大 部 分 是 通 过 在 蓝 光 LED 上 覆 盖 一 层 淡 黄 色 荧 光 粉 涂 层 ( 其 成 分 是 掺 了 铈 的 钇 铝 石 榴 石 (Ce3+:YAG) 晶 体 ) 制 成 的 当 LED 芯 片 发 出 蓝 光, 部 分 蓝 光 便 会 被 这 种 晶 体 很 高 效 地 转 换 成 一 个 光 谱 较 宽 的 主 要 为 黄 色 的 光 由 于 黄 光 会 刺 激 肉 眼 中 的 红 光 和 绿 光 受 体, 再 混 合 LED 本 身 的 蓝 光, 使 它 看 起 来 就 像 白 色 光 内 容 4:PSD 位 置 灵 敏 探 测 器 实 验 1) 查 阅 资 料, 说 明 PSD 的 一 个 具 体 应 用 例 子 答 : 在 地 面 火 炮 控 制 系 统 中, 必 须 要 对 火 炮 的 射 击 性 能 进 行 测 试, 从 而 达 到 更 好 的 射 击 精 度 但 是 传 统 的 测 量 方 法 都 不 能 很 好 地 对 运 动 轨 迹 进 行 采 集 将 PsD 应 用 于 火 炮 射 击 性 能 测 试 中, 比 以 往 的 测 量 方 法 更 精 确 全 面 具 体 方 法 是 将 脉 冲 激 光 器 固 定 在 火 炮 上, 以 一 定 的 频 率 发 射 时, 激 光 光 点 经 光 学 系 统 成 像 于 位 置 敏 感 探 测 器 PSD 上,PSD 输 出 的 微 弱 电 流 信 号 经 过 预 处 理 及 位 置 信 号 提 取 电 路, 获 得 光 点 的 精 确 位 置, 经 单 片 机 的 采 集 和 通 讯, 微 机 接 收 到 入 射 光 点 的 位 置 数 据, 实 时 地 显 示 在 显 示 器 上 当 激 光 器 随 火 炮 运 动 时, 激 光 光 点 在 测 量 靶 上 的 运 动 轨 迹 与 火 炮 的 运 动 轨 迹 完 全 一 致, 通 过 软 件 处 理 不 仅 可 以 得 到 火 炮 被 测 点 的 运 动 轨 迹, 还 可 以 获 得 其 运 动 速 度 及 加 速 度 等 参 数 4. 收 获 与 感 想 体 会 这 次 实 验 内 容 非 常 丰 富, 设 计 多 种 实 用 的 光 学 系 统, 让 我 学 到 来 非 常 多 的 知 识 3D 显 示 和 3D 打 印 是 体 验 性 质 的, 经 过 这 次 实 验, 我 终 于 了 解 了 它 们 的 原 理 其 实 原 理 并 不 复 杂, 但 实 现 起 来 却 很 难, 需 要 不 断 改 进 技 术 我 觉 得 3D 显 示 和 3D 打 印 在 未 来 会 有 非 常 广 泛 的 应 用 PSD 激 光 测 距 这 个 实 验 设 置 得 非 常 好, 让 我 们 通 过 一 次 简 单 的 实 验 了 解 了 如 此 重 要 的 技 术, 深 入 浅 出, 让 我 开 阔 了 视 野, 并 且 让 我 觉 得 激 光 使 用 起 来 非 常 方 便, 能 完 成 很 多 神 奇 的 任 务 Kinect 和 激 光 投 影 键 盘 我 之 前 都 有 一 点 接 触, 但 是 对 其 中 的 原 理 没 有 怎 么 思 考 过, 这 次 有 了 相 对 深 入 的 了 解 这 两 大 技 术 都 让 我 们 的 生 活 更 加 智 能 化 试 想 未 来 我 们 只 需 要 让 Kinect 识 别 我 们, 我 们 只 要 做 做 手 势 就 可 以 发 出 各 种 命 令 太 阳 电 池 在 我 们 生 活 中 以 及 有 非 常 广 泛 的 应 用 了 这 次 实 验 涉 及 太 阳 电 池 的 多 个 方 面, 也 涉 及 到 LED 的 相 关 知 识, 让 我 了 解 了 很 多 重 要 常 识, 并 且 巩 固 了 电 学 知 识, 训 练 了 电 学 实 验 的 技 能 5. 建 议 我 认 为 本 实 验 是 这 次 实 习 所 有 实 验 中 让 人 学 到 最 多 知 识 的 一 个, 已 经 设 置 得 非 常 好, 不 需 要 什 么 改 进