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光电检测技术 教案 章 节： 第一章 光电检测技术绪论 （一） 第一节 信息技术与光电检测 第二节 光电检测与光电传感器概念 第三节 光电检测系统组成和特点 第四节 光电检测应用发展趋势 教学任务： 使学生了解检测技术的含义，检测技术的发展方向； 掌握光电检测系统组成和特点； 了解光电检测应用发展趋势。 重点及难点： 光电检测系统组成 光电检测方法 教学内容提要： 光电检测的含义、作用和地位； 光电检测与光电传感器概念，及光电传感器种类； 光电检测系统组成，及光源和光调制器件 应用发展趋势 复习思考题、作业： 举例说明你所知道的一个光电检测系统的工作原理。 参考书： 《光电检测技术与应用》，郭培源，付杨编著，北京航空航天大学出版社，2006年 《光电检测技术》，曾光宇，张志伟，张存林主编，清华大学出版社，2005年 第一章 绪论 §1-1　第一节 信息技术与光电检测 物质、能量和信息是人类发展三大基本要素；物质是基础，世界是由物质组成的；能量是一切物质运动的动力，如果没有能量，物质就无法运动；信息是客观世界与主观世界认识就无法进行沟通，就无法对客观世界认知。信息作用于物质和能量之间，使人类能够更好地认识物质和能量之间的关系，物质、能量和信息的紧密结合构成了丰富多彩的大千世界。 信息技术是一种综合技术，包括四个基本的内容，即感测技术、通信技术、人工智能与计算机技术、控制技术。感测技术：包括传感技术和测量技术以及遥感、遥测技术；它使人类能更好地从外部世界获取各种有用的信息；通信技术：它的作用是传递、交换和分配信息，可以消除或克服空间上的限制，使人们更有效地利用信息资源。人工智能与计算机技术：使人类能更好地加工和再生信息。控制技术：它的作用是根据输入的指令，对外部事务的运动状态实施干预。因此一切与信息收集、加工、存储、传输有关的各种技术可称为信息技术。 光电信息技术是将电子学与光学浑然一体的技术，是涉及光与电子相互作用，及其相互作用应用的技术。广义上讲，光电信息技术就是在光频段的微电子技术，它将光学技术和电子技术结合实现信息的获取、加工、存储、传输、控制、处理、显示。它将光的快速与电子信息处理的方便、快速相结合，因而具有许多无可比拟的优点。 光电检测技术是光电信息技术的主要技术之一，是利用光电传感器实现各类检测，即将被测量换成光学量，再将光学量转换成电量，并综合利用信息传送技术和信息处理技术，最后完成对各类物理量进行在线和自动监测。 §1-2　第二节 光电检测与光电传感器概念 § 1-2-1 检测和测量的概念 检测：是通过一定的物理方式，分辨出被测参数量并归属到某一范围带，以此来判别被侧参数量是否合格或参数量是否存在。 测量：是将被测的未知量与同性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并通过数字表示出来这个倍数的过程。 测量有两种方式，即直接测量和间接测量。 直接测量：是对被测量进行测量时，对仪表读数不经过任何运算，直接得出被测量的数值。例如，用温度计测量温度，用万用表测量电压。 间接测量：是测量几个与被测量有关的物理量，通过函数关系式计算出被测量的数值。例如，利用功率、电流、电压三者的关系，通过测量电流和电压，经过计算电流和电压乘积得到功率。 § 1-2-2 光电传感器 光电传感器是基于光电效应，将光信号转化为电信号俄一种传感器。光电传感器主要有光电二极管、光敏电阻、光电耦合器、集成光电传感器、光电池、图像传感器等。 光电传感器种类 光电传感器实例 PN结 PN光电二极管（Si，Ge， GaAs） PIN光电二极管（材料采用Si） 雪崩光电二极管（Si，Ge）