田文秀 李宏敏

摘 要：利用硅光电池接收入射的偏振光，电流经过I/V转换和放大后，将电压值在数显电压表上显示。将光强计应用在偏振光实验中，较好地验证了马吕斯定律。该光强计有精度高、实用性强，可在其它大学物理实验中推广测光强。

关键词：硅光电池；I/V转换；光强计

1 设计思路

在大学物理实验《偏振光试验》中，测量光强是一项非常重要的内容。在这个实验中传统的方法是采用中值微安计测量光电流，但是光电流为μΑ级，而且微安计为指针式，测量数值极不准确，所得数值与理论值有较大出入【1-2】。我们拟设计硅光电池光强计，将反映光强大小的电流经I/V 转换后变为一个放大的电压信号，电压信号再一次被放大后由数显表头显示。主要原理图如图（1）所示。为了使显示模块正常工作，我们自制了+12V、-12V 的稳定电压为电源。

2 硅光电池光强计的设计

2.1 光电转换探头的选取

经实验对比光敏电阻、光电倍增管、光电二极管、硅光电池等元件特性，发现实验室已有的硅光电池作为光电转换元件最适合.因为硅光电池在短路情况下输出电流与照射光强大小严格成线性关系[3]，有

其它元件的输出电流和照射光强是一种非线性关系，处理比较麻烦，而硅光电池短路电流的大小可直接反映出光强I的大小，由此可见用硅光电池做探头是合适的。

2.2 转换电路、放大电路设计原理

I/V转换： 硅光电池受光照时输出的电流很微弱，为此设计了如图（2）所示的I/V转换【4】、放大电路，电路如图，硅光电池的正极接地，由运算放大器的“两虚”性质，硅光电池会在由硅光电池和运放组成的回路里面产生短路电流，在输出端的电压信号反馈电阻Rf为放大倍数。……