光電檢測技術(shù)ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-06-02 04:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 面鏡、狹縫、透鏡、棱鏡、光柵、成像系統(tǒng)等來實(shí)現(xiàn) ，作用是將被測量轉(zhuǎn)換為光參量（振幅、頻率、相位、偏振態(tài)，傳播方向變化等）。 光電轉(zhuǎn)換 ： 由各種光電器件來實(shí)現(xiàn)，如光電檢測器件、光電攝像器件、光電熱敏器件等。 2022/6/3 光信息科學(xué)與技術(shù)系 21 ?光電系統(tǒng)的分類 ? 光電系統(tǒng)的分類：廣義的光電系統(tǒng)包括兩個(gè)分支，即光電能量系統(tǒng)、光電信息系統(tǒng) （ 1）光電能量系統(tǒng)：太陽能發(fā)電、激光加工、激光醫(yī)療、激光核聚變等。主要是解決有關(guān)大功率光輻射能量的產(chǎn)生、控制、利用及向其他能量形式的轉(zhuǎn)換。 （ 2）光電信息系統(tǒng)：以光輻射和電子流為信息載體，通過光電或電光相互轉(zhuǎn)換，綜合利用光學(xué)或電子學(xué)的方法進(jìn)行信息的傳輸、采集、處理、存儲(chǔ)或顯示、以實(shí)現(xiàn)確定目標(biāo)的混合系統(tǒng)，簡稱光電系統(tǒng)。 2022/6/3 光信息科學(xué)與技術(shù)系 22 ? 光電系統(tǒng)大致可分作下列幾種類型。 （ 1）光 電型（應(yīng)用最廣泛）： 被測量對(duì)象經(jīng)過光機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生光信號(hào)，其通過光電轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)入電子系統(tǒng)，光學(xué)儀器的自動(dòng)化常采用這種方式。若經(jīng) AD轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步傳輸?shù)接?jì)算機(jī)處理，可組成部分代替人的視覺和思維活動(dòng)的機(jī)器視覺系統(tǒng)。例如：智能化的工業(yè)在線檢測。 （ 2）光 電 光型： 由光機(jī)系統(tǒng)采集到的光信號(hào)通過光電轉(zhuǎn)換（ A/D）成電信號(hào)，經(jīng)電信號(hào)處理后再經(jīng)過電光變換形成光信號(hào)輸出。例如：電視技術(shù)中的攝像管，顯像管以及聲像光盤的錄制和再現(xiàn)都是這類系統(tǒng)的代表。 2022/6/3 光信息科學(xué)與技術(shù)系 23 （ 3）電 光 電型： 電信號(hào)經(jīng)過電光變換得到可在光路中傳輸?shù)墓庑盘?hào)，在經(jīng)過光電變換為電信號(hào)后作進(jìn)一步處理或輸出。典型應(yīng)用如光纖通訊，其主要利用光纖對(duì)光信號(hào)進(jìn)行傳輸。 （ 4）光電混合型： 其主要特點(diǎn)是使傳統(tǒng)光路實(shí)現(xiàn)光路器件的“有源化”和封閉的光束網(wǎng)絡(luò)，例如光導(dǎo)纖維、空間調(diào)制器等。這將最終組成有源可控的光學(xué)系統(tǒng)和集成光路。和現(xiàn)有的無源光路比較，這是光學(xué)技術(shù)的根本變革。 2022/6/3 光信息科學(xué)與技術(shù)系 24 （ 5）電光混合型 這種系統(tǒng)的目標(biāo)是將電路系統(tǒng)元器件的功能用光學(xué)方法來實(shí)現(xiàn)，即所謂的電路元件的“光子化”，例如光學(xué)晶體管和光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)器件等，目前許多單元器件已相繼問世或正在研制中。 后兩種光電系統(tǒng)是光電技術(shù)未來的發(fā)展方向，其中的光電混合式或全光學(xué)式的光學(xué)計(jì)算機(jī)是這些系統(tǒng)最有吸引力的發(fā)展目標(biāo)。 通過上面的學(xué)習(xí)我們可以看出，光電系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是通過 光電檢測 —— 所有被研究的信息都將通過各種效應(yīng)（力、熱、聲、電、磁）調(diào)制到光載波上，然后將攜帶被研究的信息光載波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過電子線路和計(jì)算機(jī)的綜合處理，實(shí)現(xiàn)光學(xué)儀器的自動(dòng)化。因此，光電檢測作為光電系統(tǒng)的一種共性技術(shù)具有重要的意義。所謂光電檢測，指的是對(duì)光信號(hào)的調(diào)制變換和接收解調(diào)兩個(gè)主要方面。 2022/6/3 光信息科學(xué)與技術(shù)系 25 ? 高精度。 各種檢測技術(shù)中最高。如激光干涉儀法檢測長度的精度達(dá)；光柵莫爾條紋法測角可達(dá) ；用激光測距法測量地球到月球之間距離分辨率可達(dá) 1m。 ? 高速度。 光電檢測以光為介質(zhì)，用光學(xué)方法獲取和傳遞信息是最快的。 ? 遠(yuǎn)距離，大量程。 光便于遠(yuǎn)距離傳播的介質(zhì)，適于遙控和遙測，如武器制導(dǎo)，光電跟蹤，電視遙測等。 ? 非接觸檢測。 光照可認(rèn)為是沒有測量力的，也無磨擦，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測量，效率最高。 ? 壽命長。 光波可永久使用。 ? 具有很強(qiáng)的信息處理和運(yùn)算能力。 可將復(fù)雜信息并行處理。同時(shí)光電方法還便于信息控制和存儲(chǔ)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化。 ? 光電檢測技術(shù)的特點(diǎn) 2022/6/3 光信息科學(xué)與技術(shù)系 26 1. 了解并掌握典型的光電器件的原理和特點(diǎn)，會(huì)正確選用光電器件。 2. 學(xué)會(huì)根據(jù)光電器件的特點(diǎn)選擇和設(shè)計(jì)光電檢測電路和有關(guān)參數(shù)。 3. 能根據(jù)被測對(duì)象的要求，設(shè)計(jì)光電檢測系統(tǒng)。 ? 光電檢測技術(shù)的學(xué)習(xí)要求： 2022/6/3 光信息科學(xué)與技術(shù)系 27 光電檢測方法及應(yīng)用發(fā)展趨勢 ? 光電傳感器的類型 根據(jù)光源、光學(xué)系統(tǒng)和光電轉(zhuǎn)換器件放置位置的不同，可分為： ① 直射型： 光電轉(zhuǎn)
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