【正文】 tAot( b )～ 10 ? m125 ? mrnAitAot( c ) (a) 突變型多模光纖； (b) 漸變型多模光纖； （ c） 單模光纖 光纖導光原理 斯乃爾定理 （ Snell39。因此，傳感器中光纖是連續(xù)的。 ② 集成化光纖傳感器。 ? 高靈敏度。 2022至今 ，光纖傳感技術進入商業(yè)化進程。簡單地說，只要解決好玻璃純度和成分等問題，就能夠利用玻璃制作光學纖維，從而高效傳輸信息。 “ 1/ 300萬像素相機效果通常好于 1/寸的 400萬像素相機 ” ? CCD廣泛應用在數(shù)碼攝影、天文學，尤其是光學遙測技術、光學與頻譜望遠鏡。 ? ―分色濾色片” 一般數(shù)碼相機是拜爾濾鏡。 CCD的結構 一種是 TTL工藝，毫安級的耗電量。史密斯（ Gee E. Smith） 1969年貝爾實驗室：影像電話和半導體氣泡式內存這兩種技術結合， CBD。溫 度因吸收紅外光上升 極化強度減小，釋放 電荷產(chǎn)生電流，稱為 熱釋電現(xiàn)象。結果發(fā)現(xiàn)，位于紅光外側的那支溫度計升溫最快。 。 光敏場效應管 p++pd漏極源極 s柵極 gNgsdN溝道 gdsP溝道 兩個 PN結夾著一個 N型溝道。 二、 1954年，美科學家恰賓和皮爾松首次制成實用單晶硅太陽能電池，誕生將太陽能轉換為電能的實用光伏發(fā)電技術，效率為 6% 三、同年，韋克爾發(fā)現(xiàn)砷化鎵有光伏效應，并制成 第一塊薄膜太陽能電池。 “光照產(chǎn)生光電流” 亥姆霍茲 赫茲 萊納德 列別捷夫 光電流檢測 光電發(fā)射二極管 ? 檢測裝置中發(fā)射電子的極板為陰極，吸收電子的極板為陽極，且將兩者封于同一殼內，連上電極（正偏），就成為光電二極管。從控制的觀點看，它的功率放大倍數(shù)很大，用幾十到一二百毫安電流，兩到三伏的電壓可以控制幾十安、千余伏的工作電流電壓。 ? 電阻溫度系數(shù)小，電導率高。 ? 參考端 T0=0 時， 溫度與熱電勢關系 EA：鎳鉻 鎳銅 EU：鎳鉻 鎳硅 LB： 鉑銠 鉑 熱電偶的基本定律 ? 均質導體定律： 兩種均質金屬組成的熱電偶的電勢大小與熱電極的直徑、長度及長度方向上的溫度分布無關，與材料和溫度有關。 正溫度系數(shù) PTC 負溫度系數(shù) NTC 臨界溫度系數(shù) CTR ? 三類熱敏電阻 溫度特性曲線 PTC 熱敏電阻 ? 電阻溫度特性曲線 突變型 RT=R0exp(AT) 緩變型 RT=A+BT NTC 熱敏電阻 ? lnRT～ 1/T 關系 曲線 CTR 熱敏電阻 ? 負溫臨界熱敏電阻 在某一溫度附近電 阻值發(fā)生突變，在 狹小的溫度范圍， 阻值隨溫度增加降 低 34個數(shù)量級。 ? 1995年以后是以 共同性 為特征的互聯(lián)網(wǎng)時代。人們把它稱為“ 十五年周期定律 ”，這一判斷就像摩爾定律一樣準確。純金屬 合金 ? ，化學物理性能穩(wěn)定 ? ? ? 。 熱敏電阻專業(yè)術語 ? 居里溫度 Tc 對于熱敏電阻的應用來說 ,電阻值開始陡峭地增高時的溫度是重要的 ,我們將其定義為居里溫度 . ? 動作電流 Ik 流過熱敏電阻的電流 ,足以使熱敏電阻自熱溫升超過居里溫度 ,這樣的電流稱為動作電流 . 熱敏電阻專業(yè)術語 ? 最大工作電壓 Vmax 最大工作電壓是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下 ,允許持續(xù)地保持在熱敏電阻上最高的電壓 .對同一類型而言 ,環(huán)境溫度越高 ,最大工作電壓值越低 ? 額定電壓 VN 額定電壓是在最大工作電壓 Vmax以下的供電電壓 .通常 Vmax = VN + 15% 電阻式溫度傳感器應用 ? 流量檢測 電阻式溫度傳感器應用 ? 過熱保護 電阻式溫度傳感器應用 ? 自動延時 電阻式溫度傳感器應用 ? 恒溫箱控制 熱電偶 ? 利用兩種不同金屬連接在一起，當結點處溫度變化時，另兩端產(chǎn)生電勢變化的原理制成的傳感器為熱電偶 熱電效應 ? 1823年賽貝克發(fā)現(xiàn)，把兩種不同的金屬組合閉合回路，且使其兩觸點處溫度不同，回路中就會產(chǎn)生電流，這個物理現(xiàn)象稱為賽貝克效應，也稱熱電效應。 ? 中間溫度定律 熱電偶接點溫度 T\T0，其熱電勢 等于熱電偶接點 溫度為 T\Tn和 Tn\T0相應電熱勢 的代數(shù)和。 集成溫度傳感器 ? 集成溫度傳感器是將溫敏晶體管及其輔助電路集成在同一個芯片上的溫度傳感器，輸出結果與絕對溫度成正比，是理想的線性輸出 ? 集成溫度傳感器常采用對管差分電路設計。 半導體溫敏計應用 ? 溫度控制 第二章 光敏傳感器 光電效應傳感 ? 外光電效應器件： 光電發(fā)射二極管，光電倍增管 ? 內光電效應器件 光導管，光敏電阻 ? 光生伏特效應器件 光電池，光電二極管，光電三極管 ? 紅外熱釋電探測器 對光譜中紅外敏感的器件，利用輻射的紅外光（熱）照射材料時引起材料電學性質變化或產(chǎn)生熱電動勢原理制成。 光敏電阻的應用 ? 自動照明裝置 光生伏特效應傳感器 ? 利用光照射半導體材料 PN結后，在 PN結兩端產(chǎn)生電動勢（可用作電壓源）的光生伏特效應現(xiàn)象，可制作光生伏特效應器件。 屋頂上的電源 光生伏特效應反偏應用 n型 p型 耗盡層 耗盡層光電二極管實際上是一個加了反向偏壓的 pn結 光生伏特效應反偏應用 p n E 光生電流 I 1. pn結加一個較高的反向偏壓 2. pn結耗盡區(qū)受到光的照射產(chǎn)生光生載流子 3. 在外部偏壓的作用下，光生載流子定向漂移產(chǎn)生光生電流 加反向偏置電壓后形成一個很寬的耗盡層 高摻雜 p+型 高摻雜 n+型 i (本征 )層：低摻雜 n型 耗盡區(qū) PIN光電二極管 雪崩光電二極管 光電三極管 +v b c e 工作原理：光電二極管光電轉換，三極管光電流放大。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用。 要求：帶負載能力強、輸出電流大、工作電壓高的特點。 鐵電晶體 ? 鐵電材料，是熱釋電材料中的一類。 作用：環(huán)境溫度補償 運動方向判斷 雙元型運動計數(shù)法 固態(tài)圖像傳感器 ? 高度集成半導體光敏傳感器。 CCD的作用就像膠片一樣，但它是把圖像像素轉換成數(shù)字信號。但是提高采光率的辦法也容易使畫質下降。 ? ―感光層” 負責將穿過濾色層的光源轉換成電子信號，并將信號傳送到影像處理芯片，影像還原。 CCD的應用 ? 一般的 CCD大多能感應紅外線，所以衍生出紅外線影像、夜視裝置、零照度 (或趨近零照度 )攝影機 /照相機等。 研制成功室溫下連續(xù)振蕩的鎵鋁砷雙異質結 半導體激光器 (短波長 ) 光纖技術發(fā)展 光纖技術 19701980，主要以強度調制型光纖傳感器的研究為主。 ? 抗 電磁干擾 能力強。 ? 泄漏小， 保密性能好 光纖傳輸光泄漏非常微弱，彎曲地段無法竊聽 沒有專用的特殊工具，光纖不能分接，信息在光纖中傳輸非常安全。 功能型光纖傳感 ? 這類傳感器利用光纖 本身對外界被測對象 具有敏感能力和檢測 功能，光纖不僅起到 傳光作用，而且在被 測對象作用下，如光強、相位、偏振態(tài)等 光學特性得到調制，調制后的信號攜帶了被測信息。 2R 2r n2 n1 n n2 n1 纖芯 包層 光纖結構 ? 纖芯 core：折射率較高，用來傳送光； ? 包層 coating：折射率較低，與纖芯一起形成全反射條件； ? 保護套 jacket：強度大，能承受較大沖擊，保護光纖。這時便發(fā)生全反射現(xiàn)象，如圖 (c) ，其出射光不再折射而全部反射回來。 ? ： μm損耗最小的單模光纖 ， 在波長 μm色散為零 ， 在 μm色散為 17~20 ps/(nm如果光線 a和 b匹配，相互疊加，則產(chǎn)生更強的反饋，而其他波長的光將相互抵消。 1550nmLD 1310nmLD 13/15WDM 光功率計 1310nm 1550nm a b 隔離器 ? 光隔離器的性能是光正向通過時衰減很小，但反向通過時衰減很大的器件。 電線 光纖 調制器 光調制器 電阻 光衰減器 三通（多通） 光耦合器 二極管 光隔離器 混頻器 光波分復用器 放大器 光放大器 頻率轉換器 光波長轉換器 濾波器 光濾波器 電源 光源 電接插件 光連接器 探頭 光探測器 開關 光開關 集成電路 集成光路 光器件與電器件類比 光檢測器 ? PIN光電二極管 ? 雪崩光電二極管 光纖傳感的重要器件： 三 。 光隔離器原理 光纖輸出S W P半波片法 拉 弟 旋轉 器S W PS O P光纖輸入( a )光纖輸出S W P半波片法 拉 弟 旋轉 器S W P光纖輸入( b )光衰減器 ? 光衰減器是用來在光纖線路中產(chǎn)生可以控制的衰減的一種無源器件。 2.