光電檢測技術(shù)第一章(1)-wenkub
2023-05-24 15:16:27 本頁面
【正文】 man）定律可知，物體的全輻射出射度為： （ 1－ 1） 式中： ε — 比輻射率，對于某一物體 ε 值為常數(shù) σ — 斯忒藩－玻爾茲曼常數(shù)； T— 絕對溫度。 （ 4）光電轉(zhuǎn)換 ? 以光信號為媒質(zhì)，以光電探測器為手段，將經(jīng)過待測量調(diào)制的光信號轉(zhuǎn)換成電信號； ? 決定整個檢測系統(tǒng)的靈敏度、精度、動態(tài)響應(yīng) ； ? 光電探測器 （ 5）電信號的放大與處理 主要實(shí)現(xiàn)兩個功能： ①實(shí)現(xiàn)對微弱信號的檢測； ②實(shí)現(xiàn)光源的穩(wěn)定化 （ 6）存儲、顯示與控制系統(tǒng) 三、基本工作原理 光電檢測系統(tǒng)是以光信息變換為基礎(chǔ)的，把待測量通過光信號變換為電量來進(jìn)行測量的。光信息經(jīng)光電器件實(shí)現(xiàn)由光向 電的信息 轉(zhuǎn)換，稱為 光電轉(zhuǎn)換 。 基本工作原理 一、幾個光電檢測實(shí)例 紅外防盜報警系統(tǒng) 圖 1－ 1 激光外徑掃描儀 圖 1－ 2 1－旋轉(zhuǎn)多面體 2－半導(dǎo)體激光器 3－透鏡 4－工件 5－物鏡 6－光電器件 光彈性效應(yīng)測力計(jì) 圖 1－ 3 1白熾燈 2聚光鏡 3濾光片 4減光楔 5分束鏡 6起偏振鏡 7云母片8測力元件 9檢偏振鏡 10， 12光電池 11減光楔 13檢流計(jì) 二、光電檢測系統(tǒng)的構(gòu)成框圖 圖 1－ 4 光電檢測系統(tǒng)框圖 光 是信息傳遞的媒介，它由 光源 產(chǎn)生。 二、光電檢測技術(shù)的檢測量 從原理上講可以檢測一切能夠影響 光量或 光特性 的非電量。 167。第 1章 概述 ?掌握內(nèi)容 光電檢測系統(tǒng)的研究內(nèi)容 、 基本構(gòu)成 、 工作原理及基 本結(jié)構(gòu)形式； 調(diào)制和檢測光特征參數(shù)及相應(yīng)的基本方法 。 工作原理 167。 光量 ：光通量或光強(qiáng)度 光特性 ：光波的幅值、頻率、相位、偏振 三、光電檢測技術(shù)的主要內(nèi)容 光電檢測技術(shù)的主要內(nèi)容是通過光學(xué)系統(tǒng)把攜帶被測信息的非電量信息變換成便于接收的光學(xué)信息，然后用光電探測器將光學(xué)信息變換成電量，并進(jìn)一步經(jīng)電路放大、處理等，達(dá)到輸出的目的。光源與 照明光學(xué)系統(tǒng) 一起獲得測量所需的 光載波，光載波與 被測對象 同時作用在光學(xué)系統(tǒng)上而將被測量載荷到光載波上，稱為 光學(xué)變換 。然后被測信息就可用各種電信號處理的方法實(shí)現(xiàn)解調(diào)、濾波、整形、判向、細(xì)分等，或送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的運(yùn)算，直接顯示被測量或者存儲或者去控制相應(yīng)的裝置。 （一）把待測量變換為光信息量 它是以光通量的大小來反映待檢測量的大小。 在近距離測量時，可不考慮大氣對輻射的吸收作用，則光電探測器輸出的電壓信號為： 式中 β 為光電變換系數(shù)。右圖是主要光學(xué)測量方法在尺寸上能達(dá)到的分辨率。 2021/6/15 《 光電檢測技術(shù) 》 30 167。 光學(xué)測量技術(shù)發(fā)展趨勢（功能上） ?從靜態(tài)測量發(fā)展成為動態(tài)測量； ?從逐點(diǎn)測量發(fā)展成為全場測量； ?從低速度測量發(fā)展成快速的，具有存貯、記錄功能的測量 。 （ 3）測量精度高。 （ 7）壽命長。 （ 3）使用溫度范圍小，不能用在高溫。 光與物質(zhì)的相互作用 167。 光的本質(zhì) 光是電磁波 具有波、粒二象性 電磁波譜 ? 10^14 :宇宙射線 ? 10^12 :γ 射線 ? 10^10 : x 射線 ? 10^7 :紫外線 ? 10^6 :可見光 ^7~^7 ? 10^5 :紅外線 ? 10^4 :毫米波 ? 10^3 :厘米波 ? 10^2~10^2 : 無線電 ?光波 電磁波譜圖 一、基本概念 ? 可見光波長 ～ 光速 C= ? 紫外線 ～ 具有熒光作用（熒光燈），生理作用（醫(yī)用紫光燈） ? 光學(xué)玻璃 透射弱 石英玻璃 透射強(qiáng) ? 紅外線 ～ 1000μm 具有熱輻射作用（人體保健） ? 近紅外 λ3μm, 遠(yuǎn)紅外 λ3μm （人體輻射―― 遠(yuǎn)紅外內(nèi)衣） ? 在可見光范圍內(nèi)，由于波長的不同。稱坎德拉 cd ◎ 光通量：具有 1cd均勻光源在一個球面內(nèi)產(chǎn)生的光的輻射量，定為光通量單位 稱流明 lm ◎ 光照度：物體表面被光照亮的程度。 二、光在金屬表面上的反射 （ 1）金屬反射光的能力與金屬包含的自由電子的密度有關(guān) 自由電子密度越大（電導(dǎo)率也越大），反射本領(lǐng)也越高 （ 2）對于同一種金屬，入射光波長不同，反射率也不同 頻率較低的紅外輻射，主要對金屬中的自由電子發(fā)生作用；頻率較高的可見光和紫外輻射，也可以對金屬中的束縛電子發(fā)生作用。 光與物質(zhì)的相互作用 —— 光的吸收、色散和散射 一、光的吸收與色散 （ 1）導(dǎo)電介質(zhì)和絕緣介質(zhì)都可以引起光吸收現(xiàn)象。 （ 2）吸收系數(shù)與折射率有關(guān)，為： 式中， 稱為吸收率或消光系數(shù)；消光系數(shù)和折射率都是波長的函數(shù)。 根據(jù)不均勻結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，瑞利散射又可分為三類： （ 1）丁達(dá)爾散射 介質(zhì)中有很多大質(zhì)點(diǎn)，其線度約等于光的波 長，它們的折射率與周圍均勻介質(zhì)的折射率不同。這種散射光的強(qiáng)度和波長的 4次方成反比，即： 稱為瑞利定律。 （二）喇曼散射 在散射光中，除有與入射光頻率相同的瑞利散射外，在瑞利線的兩側(cè)還有頻率為的散射線存在。這種在磁場作用下產(chǎn)生的旋光效應(yīng)或磁致旋光效應(yīng)。泡克爾斯盒又可分為縱向和橫向
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