光电检测技术改.ppt

参考书目 《光电检测技术》曾光宇等编著 清华大学出版社 《激光光电检测》吕海宝等编著 国防科技大学出版社 《光电检测技术》雷玉堂等编著 中国计量出版社 目 录 第一章 绪论 第二章 光电检测技术基础 2.1 光的基本性质 2.2 辐射与光度学量 2.3 半导体基础知识 2.4 光电效应 第三章 光电检测器件 3.1 光电器件的类型与特点 3.2 光电器件的基本特性参数 3.3 半导体光电器件 光电导器件: 光敏电阻 光伏器件: 光电池/光电二极管/三极管 3.4 真空光电器件 光电管 光电倍增管 3.5 热电检测器件 热敏电阻 热电偶和热电堆 热释电探测器件 第四章 发光、耦合和成像器件 4.1 发光二极管 4.2 激光器 4.3 光电耦合器件 4.4 CCD 第五章 光电检测系统 5.1 直接光电检测系统 5.2 光外差光电检测系统 5.3 典型的光电检测系统 第六章 光纤传感检测 第七章 光电信号的数据采集与微机接口 第八章 光电检测技术的典型应用 1.光电系统描述 光电系统是以光波作为信息和能量的载体而实现传感、传输、探测功能的测量系统。光是一种电磁波，电磁波谱包括：长波电震荡、无线电波、 微波、光波（包括红外光、可见光、紫外光）、射线等。光波的波长范围为1mm-10nm,频率为3x1011-3x1016Hz,它是工作于电磁波波普图上最后波段的电子系统，特点是波长短，频率高。 光系统的作用体现在如下三个方面 1）在经典光学理论中，作为一种视觉的延伸，如经典的光学仪器。 2）在信息光电子学中，光作为一种载体，能实现信息的传递和探测功能，如光探测系统、光通讯系统、光信息识别系统。 3）在能量光电子学中，光作为一种能量系统完成特定的功能，如激光加工技术，武器系统等。 光电检测技术 以光电子学为基础,以光电子器件为主体,研究和发展光电信息的形成、传输、接收、变换、处理和应用。它涉及到： 1、光电源器件（光发射机） 2、光通信和综合信息网络 4、光电方法用于瞬态光学观测 5、光电传感、光纤传感和图象传感 6、激光、红外、微光探测，定向和制导 7、光电精密测试，在线检测和控制技术 8、混合光电信息处理、识别和图象分析 光电检测是信息时代的关键技术 信息技术:（三大支柱） 感测技术、通信技术、人工智能与计算机控制技术。 信息的产生和获取、转换、传输、控制、存储、处理、显示。 本课程着重在光电检测的元器件、系统、方法和应用。 光电检测技术 光电传感器： 基于光电效应，将光信号转换为电信号的一种光电器件 将非电量转换为与之有确定对应关系的电量输出。 光电检系统：是利用光电传感器实现各类检测。它将被测量的量转换成光通量,再转换成电量，并综合利用信息传送和处理技术，完成在线和自动测量 光电检测系统包括 光学变换 光电变换 电路处理 光学变换 时域变换：调制振幅、频率、相位、脉宽（干涉、衍射） 空域变换：光学扫描（扫描盘） 光学参量调制：光强、波长、相位、偏振 形成能被光电探测器接收，便于后续电学处理的光学信息。 光电变换 光电/热电器件（传感器）、变换电路、前置放大 将信息变为能够驱动电路处理系统的电信息（电信号的放大和处理）。 电路处理 放大、滤波、调制、解调、A/D、D/A、微机与接口、控制。 光电探测器的种类 光电检测技术以激光、红外、光纤等现代光电器件为基础，通过对载有被检测物体信号的光辐射（发射、反射、散射、衍射、折射、透射等）进行检测，即通过光电检测器件接收光辐射并转换为电信号。 由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用的信息，再经过A/D变换接口输入微型计算机运算、处理，最后显示或打印输出所需检测物体的几何量或物理量。 光电系统组成 光电系统的组成主要包括三个部分： 光发射机、光学信道、光接收机。根据光发射机的不同，光电系统可分为主动式和被动式两类。 主动式：光发射机主要由光源和调制器组成 被动式：发射机为被探测物体的热辐射，特点是隐蔽性高。 光学信道：主要是指大气、空间、水、光纤等光传播过程中要经过的介质。 光接收机：是指收集入射的广场并处理，恢复光载波的信息。 3.光电检测系统的功能分类 测量检查型: 几何量:长度、角度、位置、形变。 表面形状：光洁度、庇病、伤痕。 光学量：吸收、反射、透射、光谱。 控制跟踪型 跟踪控制：激光制导，红外制导 数值控制：自动定位，图形加工形成，数值控制（光栅尺） 图象分析型 图形检测 图形分析 光电检测技术的特点 高精度：从地球到月球激光测距的精度达到1米。 高速度：光速是最快的。 远距离、大量程：遥控、遥测和遥感。 非接触式检测：不改变被测物体性质的条件下进行测量。 寿命长：光电检测中通常无机械运动部分，故测量装