[信息與通信]8光電式傳感器-wenkub
2022-12-22 22:45:25 本頁面
【正文】 ，若 E Eg,， PN結(jié)內(nèi)產(chǎn)生電子 空穴對， PN結(jié)兩端產(chǎn)生電動勢，直接將光能轉(zhuǎn)變成電能。 ? 每一種材料只對某一種波長的靈敏度最高。 CCD攝像管的壽命約 20一 30年。 ? 重合精度高。 2022/1/3 34 原理 工作原理是依靠MOS電容與其電子勢阱的存儲電荷作用，以及改變柵壓高低可以使勢阱內(nèi)電荷包逐個勢阱轉(zhuǎn)移的效應(yīng) 。 2022/1/3 36 2022/1/3 37 2022/1/3 38 2022/1/3 39 2022/1/3 40 在一定的條件下，所加 VG越大，耗盡層越深， MOS電容器所容納的少數(shù)載流子電荷量就越大。 ② 光信號注入與電荷產(chǎn)生 2022/1/3 45 光注入方式有： ? 正面照射：電極用透明導(dǎo)電材料（氧化錫、氧化鈦等）制作。 2022/1/3 46 ③ 電荷轉(zhuǎn)移 ? CCD的最基本結(jié)構(gòu)是彼此非?？拷囊幌盗蠱OS電容器，耗盡區(qū)能夠在控制下相通，這是保證相鄰的勢阱耦合和電荷轉(zhuǎn)移的基本條件。 2022/1/3 48 1 2 3 4 5 6 t= t2時，電極 5在 V2的作用下形成勢阱，電極 4下面的勢阱變淺，所存電荷開始向 5轉(zhuǎn)移 。 2022/1/3 52 t= t+T時，原電極 1下面的電荷全部轉(zhuǎn)到電極 4下面。 2022/1/3 57 2022/1/3 58 2022/1/3 59 2022/1/3 60 2022/1/3 61 2022/1/3 62 2022/1/3 63 2022/1/3 64 CCD攝像器件 ? 線陣 CCD ? 面陣 CCD攝像器件 2022/1/3 65 線陣 CCD ? 光敏元件與電荷移位寄存器合二為一 優(yōu)點：簡單 缺點：易產(chǎn)生“拖影”，須用機械式快門 因此不實用！ CCD 放大器 光 機械快門 2022/1/3 66 線陣 CCD ? 光敏單元與電荷移位寄存器互為分離，當(dāng)轉(zhuǎn)移控制柵開啟時，信號電荷同時平行讀入電荷移位寄存器，然后再轉(zhuǎn)移出去。 2022/1/3 76 線型 CCD的主要用途 ? 測量 ? 掃描儀、傳真機、數(shù)字復(fù)印機等 舉例說明在測量上的應(yīng)用 2022/1/3 77 2022/1/3 78 2022/1/3 79 2022/1/3 80 面陣 CCD攝像器件 ? 行間轉(zhuǎn)移式（ IT） ? 幀間轉(zhuǎn)移式（ FT） ? 行幀間轉(zhuǎn)移式（ FIT） 2022/1/3 81 行間轉(zhuǎn)移式（ IT） ? IT式 CCD中一列列感光單元與一列列垂直移位寄存器相間的排列，最下面是一個水平移位寄存器。 2022/1/3 87 2022/1/3 88 2022/1/3 89 2022/1/3 90 2022/1/3 91 行幀間轉(zhuǎn)移式（ FIT） ? IT式 CCD的一個缺點是高亮點景象會在重現(xiàn)圖象上出現(xiàn)垂直拖影， FT的缺點是需要在成像部分前加裝一個與場頻同步的旋轉(zhuǎn)遮光片式機械快門。 2022/1/3 99 光纖傳感器 靈敏度高，電絕緣性能好，耐腐蝕，抗電磁干擾，耐高溫、體積小、重量輕 用途 優(yōu)點 測量位移、速度、加速度、壓力、溫度液壓、流量、水聲、電流、磁場、放射性射線等 2022/1/3 100 一、光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)和傳光原理 纖芯：光的傳輸通道，直徑 5μ m75μ m 包層：直徑 100μ m200μ m 外套：增強機械強度，直徑 1mm 光纖傳感器 321nnn2022/1/3 101 1）按傳輸方式分： 玻璃和塑料 單模：纖芯直徑只有波長的 幾 倍 ，纖芯細，包 層厚，傳輸性能好，制造困難 光纖傳感器 單模光纖的纖芯直徑通常為 2~12 μ m, 很細的纖芯半徑接近于光源波長的長度 , 僅能維持一種模式傳播 , 一般相位調(diào)制型和偏振調(diào)制型的光纖傳感器采用單模光纖。 ，此時， n1sinθ 1＝ n2 sin90176。 φ1) 入射到界面 ? ?0 0 1 1 1 1 1 1sin sin c o s 9 0 c o sn n n n? ? ? ?? ? ? ?若欲滿足全反射條件， 則有 121s in nn?? 即： 2121 1c o s ??????????nn?2φc θ1 φ1 φ0 φ’0 n0 n1 n2 包層 光纖傳感器 2022/1/3 111 能在光纖內(nèi)產(chǎn)生全反射的端面入射角 φ0的最大允許值，即光纖的數(shù)值孔徑 0222121201 1s i nnnnnnnnNA C????????????? ? 只有當(dāng)入射光處于 2φC夾角內(nèi)，進入光纖后才能滿足全反射條件。 入射 光纖不動（起傳輸作用），被測量 使出射光纖作橫向或縱向位移或轉(zhuǎn)動，出射光纖輸出的光強被位移所調(diào)制。 力 D S 支點 光纖傳感器 2022/1/3 118 光纖傳感器實例 2022/1/3 119 光纖流量測量 光纖傳感器實例 2022/1/3 120 頻率調(diào)制 — 光學(xué)多普勒頻移原理 S P v Q觀測點 1?2?P
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