【正文】 度：單位光通量入射條件下，光敏電阻輸出的光電流大小。 1995年，高效聚光砷化鎵太陽電池效率達(dá)到 32%。 當(dāng) │Vgs│↑到一定值時(shí) ，溝道會(huì)完全合攏。 “雙光耦推挽式電路” ? 如果輸出有功率要求的話，還得考慮光耦的功率接口設(shè)計(jì)問題。 熱電型： 利用紅外輻射熱效應(yīng)，探測器敏感元件吸收輻射溫度升高，電學(xué)性質(zhì)變化。 雙元型紅外傳感器 ? 透鏡組，每個(gè)單元對應(yīng)一個(gè)視場 相鄰視場不連續(xù)，形成交替變化 的盲區(qū)和亮區(qū)，使敏感單元溫度 不斷變化。 ? CCD（ Chargecoupled Device） CCD是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。 CCD的分類 ? 面陣 CCD的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多，它由很多光敏區(qū)排列成一個(gè)方陣，并以一定的形式連接成一個(gè)器件，獲取信息量大，能處理復(fù)雜的圖像。 用三片 CCD和分光棱鏡組成的 3CCD系統(tǒng)能將入射光分析成紅、藍(lán)、綠三種色光，由三片 CCD各自負(fù)責(zé)其中一種色光的呈像。 CCD的應(yīng)用 ? CCD在天文學(xué)方面有一種奇妙的應(yīng)用方式，能使固定式的望遠(yuǎn)鏡發(fā)揮有如帶追蹤望遠(yuǎn)鏡的功能。 （ 理想的光載波 ） ? 1966年 ， 高錕和霍克哈姆指出利用光纖進(jìn)行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g(shù)途徑 。 因此 ， 測量出光波量變化的大小 ，就可以知道導(dǎo)致這些光波量變化的壓力 、溫度 、 電場 、 磁場等物理量的大小 ． 于是就出現(xiàn)了光纖傳感器技術(shù) 。 天電噪聲宇宙射線 人為的干擾源 從干擾信號(hào)的頻率范圍來分，可以把干擾源分為 ? 工頻干擾源（ 50Hz及其諧波） ? 低頻干擾源（ 30Hz以下） ? 射頻及視頻干擾源（ 300kHz以上） ? 微波干擾源（ 300MHz~100GHz） 雖然光和電都屬于電磁波，但頻率范圍相差很大。 ⑤ 開辟新領(lǐng)域。 信號(hào) 處理 光接收 器 光發(fā)送器 光纖 耦合器 被測對象 非功能型光纖傳感 ? 傳光型光纖傳感器的 光纖只當(dāng)作傳播光的 媒介，待測對象的調(diào) 制功能是由其它光電 轉(zhuǎn)換元件實(shí)現(xiàn)的，光 纖的狀態(tài)是不連續(xù)的， 光纖只起傳光作用。 此時(shí) ， 出射光線沿界面?zhèn)鞑ト鐖D （ b） ， 稱為臨界狀態(tài) 。 ? ：色散移位光纖，在波長 零，損耗最小。 半導(dǎo)體激光器 半導(dǎo)體激光器工作原理 ? 半導(dǎo)體激光器是向半導(dǎo)體 PN結(jié)注入電流，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，產(chǎn)生受激輻射，并利用光學(xué)諧振腔的正反饋實(shí)現(xiàn)光放大而產(chǎn)生激光。 1300 波長 / n m△ ? ＝ 7 0 n m相對光強(qiáng)超輻射發(fā)光二極管 ? SLD光源是在激光二極管 (LD)的基礎(chǔ)上改造而成，通過對 SLD施加較大的驅(qū)動(dòng)電流，在雙異質(zhì)結(jié)處產(chǎn)生較強(qiáng)的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，從而提高自發(fā)輻射光子的單程增益，因此 ,即便由于抑制激光效應(yīng)而減少了光子在腔內(nèi)的反饋次數(shù) ,但 SLD仍然具有相對較高的輸出功率。 ? 光開關(guān)可分兩類： ? 機(jī)械光開關(guān)，利用電磁鐵或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)光纖、棱鏡或反射鏡等光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)光路轉(zhuǎn)換。 ? 這種衰減器使用的原理是當(dāng)兩根光纖端面間距和角度不同情況下相對時(shí)，引入的插損。 ? 激光器相比，發(fā)光二極管輸出光功率較小，譜線寬度較寬，調(diào)制頻率較低。 特點(diǎn)： ?受激幅射中，光子成倍增長，產(chǎn)生了光放大。 10 l og 1mWWdB m ?基礎(chǔ)知識(shí) 光纖標(biāo)準(zhǔn) ? ：多模漸變型 (GIF)光纖，在光纖通信發(fā)展初期廣泛應(yīng)用于中小容量、中短距離的通信系統(tǒng)。s Law） 當(dāng)光由光密物質(zhì) (折射率大 )入射至光疏物質(zhì)時(shí)發(fā)生折射，如圖 (a) n1 n2 θ r θ i (a)光的折射示意圖 可見 ， 入射角 θ i增大時(shí) ， 折射角 θ r也隨之增大 ， 當(dāng) θ r=90186。 信號(hào)處理 光接收器 光纖敏感元件 光發(fā)送器 拾光型光纖傳感器 ? 用光纖作為探頭，接收由被測對象輻射的光或被其反射、散射的光。 ③ 多功能全光纖控制系統(tǒng)。 光纖傳感器可測量位移、速度、加速度、液位、應(yīng)變、壓力、流量、振動(dòng)、溫度、電流、電壓、磁場等物理量 電絕緣 性能好（不可能產(chǎn)生靜電火花） 抗 電磁干擾 能力強(qiáng)： 輻射干擾是指干擾源通過空間把其信號(hào)耦合 (干擾 )到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。 光纖傳感 光纖通信 1976年 ，美國在亞特蘭大進(jìn)行第一個(gè)光纖通信現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，速率 1980年 ，美國鋪設(shè)東西干線和南北干線， 22個(gè)州 1983年 ，日本南北光纜干線，全長 3400km 1989年 ，第一條橫跨太平洋光纜建成，全長13200km 90年代 ， 我國光纜干線“八橫八縱”，全長 8萬公里 光纖傳感的形成 ? 實(shí)際光纖通信過程中發(fā)現(xiàn) ,光纖受到外界環(huán)境因素的影響 。 ? 1960年 ， 梅曼發(fā)明第一臺(tái) “ 紅寶石激光器 ” 。 ? CCD在攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和掃描儀中應(yīng)用廣泛。每四個(gè)像素形成一個(gè)單元，一個(gè)負(fù)責(zé)過濾紅色、一個(gè)過濾藍(lán)色，兩個(gè)過濾綠色。 一種是 CMOS工藝，微安級(jí)的耗電量。 70年代，貝爾實(shí)驗(yàn)室用簡單的線性裝置捕捉影像， CCD誕生。 熱釋電傳感器 雙元型紅外傳感器 ? 抗其他光源的干擾，僅對人體 發(fā)出的紅外線最敏感。因此得到結(jié)論：太陽光譜中，紅光的外側(cè)必定存在看不見的光線，這就是紅外線。常用的高速光耦有 6N135/6N136。三個(gè)電極： g：柵極 d：漏極 s：源極 結(jié)型場效應(yīng)管 NGGg+sdpVp + （ 1）柵源電壓 Vgs對溝道的控制作用 在柵源間加負(fù)電壓Vgs，令 Vds =0 當(dāng) Vgs=0時(shí)，為平衡 PN結(jié)，導(dǎo)電溝道最寬。 四、 1957年，硅太陽能電池效率為 8%。 真空光電二極管 充氣光電二極管 真空光電二極管 0~20V范圍內(nèi)，偏壓 ∝ 光電流 大于 20V，飽和區(qū) 光電流 ∝ 光強(qiáng) 充氣光電二極管 ? 管殼中充有惰性氣體（氬，氖） 特點(diǎn)：光電流隨偏置電壓增加而增大 優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，加大電壓提高光電流 缺點(diǎn)：穩(wěn)定性差，頻率特性差 光電倍增管 ? 倍增效應(yīng) 具有足夠動(dòng)能 的電子轟擊倍 增極時(shí)，該倍 增極表面將有 電子發(fā)射，稱 二次電子發(fā)射 直線瓦片式倍增系統(tǒng) 光電倍增管參數(shù) ? 暗電流：無光照條件下，加電壓，陽極電流 ：管內(nèi)的堿金屬蒸汽 ：材料的逸出功低，溫度導(dǎo)致 ：管內(nèi)的氣體電離，熒光發(fā)射 ：尖端在高壓下的場致發(fā)射 光電倍增管電路 正高壓供電與前放耦合 負(fù)高壓供電與前放耦合 光電效應(yīng)傳感器 ? 內(nèi)光電效應(yīng) 光照射半導(dǎo)體材料時(shí)，材料吸收光子而產(chǎn)生電子 空穴對，使導(dǎo)電性能加強(qiáng)，電導(dǎo)率增加這種光照后電導(dǎo)率發(fā)生變化現(xiàn)象為光電導(dǎo)效應(yīng)，又稱為內(nèi)光電效應(yīng)。 ? 在許多晶體管放大器功率達(dá)不到的場合，它可以發(fā)揮作用。 ? 材料復(fù)制性好，機(jī)械強(qiáng)度高，易加工。 如果材料不均勻，將會(huì)產(chǎn)生無法估量的附加電勢差。 半導(dǎo)體熱電阻 ? 半導(dǎo)體材料的電阻率對溫度變化非常敏感，利用其電阻率隨溫度變化的特性可以實(shí)現(xiàn)溫度傳感。 ? 2022年以后將以 擬人性 為特征的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。 臺(tái)式機(jī) 筆記本 手機(jī) 視頻采集器 音頻采集器 虛擬聽覺 水溫傳感器 虛擬感覺 土壤濕度傳感器 生產(chǎn)設(shè)備 辦公設(shè)備 “感” +“知” 物聯(lián)網(wǎng)的核心：傳感器 計(jì)算模式變革的十五年周期定律 ? 一個(gè)普遍接受的重要觀點(diǎn)：計(jì)算模式每隔 15年發(fā)生一次變革。 金屬熱電阻式（熱電阻） 半導(dǎo)體熱電阻式（熱敏電阻） 金屬熱電阻 ? a要高。 主要散射機(jī)構(gòu)為： 聲波散射遷移率（晶格振動(dòng)） 電離雜質(zhì)遷移率 ? 電阻率與溫度關(guān)系： 本征半導(dǎo)體：本征載流子濃度決定 雜質(zhì)半導(dǎo)體：載流子濃度和遷移率決定 熱敏電阻專業(yè)術(shù)語 ? 零功率電阻 在某一溫度下測量熱敏電阻值時(shí) ,加在熱敏電阻上的功耗極低 , 低到因其功耗引起的熱敏電阻的阻值變化可以忽略不計(jì) . ? 額定零功率電阻 R25 額定零功率電阻指環(huán)境溫度 25℃ 條件下測得的零功率電阻值 熱敏電阻專業(yè)術(shù)語 ? 溫度系數(shù) α 熱敏電阻的溫度系數(shù)定義為溫度變化導(dǎo)致的電阻的相對變化 .溫度系數(shù)越大，反應(yīng)越靈敏 ? 最大電流 Imax 最大電流是指熱敏電阻最高的電流承受能力 .超過最大電流時(shí)熱敏電阻將會(huì)失效。 ? 中間導(dǎo)體定律 在熱電偶參考端接 入第三種均勻?qū)w 只要保證其兩端溫 度大小，則不影響 原來的回路熱電勢 值。 二極管溫度傳感器 ? 利用二極管 pn結(jié)正向電壓與溫度的關(guān)系 硅二極管，溫度每 升高 1度，正向電壓 下降約 2mV 三極管溫度傳感器 ? 三極管集電極電流 Ic恒定，發(fā)射結(jié)上正向電壓 Vbe隨溫度上升而線性下降。 晶閘管結(jié)構(gòu)與外形 ? 晶閘管由 PN