《光电检测》PPT课件

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1、光电检测与信号处理主讲：诸波博士课程简介光电检测与信号处理技术是光学、光电子学和计算机技术相结合而产生出来的一门技术学科，主要研究光电检测技术、光电信息处理技术基础：进年来兴起的光电子学核心：光与电之间的转换机理体现于光电器件之中光电转换技术是研究应用一定的器件及手段，在一定条件下，如何使光能（光信息）转化成电能，电能转化成光能的技术。能实现上述功能的器件称为光电探测器件。即能够发射、接收某种电磁辐射（光学辐射）的电子器件。光学辐射包括紫外线、可见光和红外线。将光辐射转换成电信息的称为接收器件，电信息转换成光辐射的称为发射器件。光电技术的发展第一阶段：传统的光学装置及仪器，不能胜任对复

2、杂光信息高速采集和处理的要求。第二阶段：半导体集成电路技术，可以将探测器件及电路集成在一个整体中，也可以将具有多个检测功能的探测器件集成在一个整体中。其价格低，体积小。例如，将图形、物体等具有二维分布的光学图像转换成电信号的检测器件是把基本的光电探测器件组成许多网状阵列结构，引人注目的器件CCD就是一种将阵列化的光电探测与扫描功能一体化的固态图像检测器件。他是把一维或二维的光学图像转换成时序电信号的器件，能广泛引用于自动检测、自动控制，尤其是图像识别技术。像自动指纹识别系统（AFIS)。第三阶段：光导纤维传感器的出现，为光电检测技术的小型化等开辟了广阔的前景。光纤检测可以解决传统检测技

3、术难以解决或无法解决的许多问题。例如，在噪声、干扰、污染严重的工业过程检测，或者在海洋，自动监测设备或智能机器人，必然会受到高压、高温等极端困难的条件，光纤检测技术具有其独特的智能化的优越性。由于光信息传输的独特优点，光纤检测智能化将比其他检测技术更具有吸引力。展望：随着微处理技术的发展以及光电检测技术与它的紧密结合，光电检测技术越来越智能化。作为机器人的视觉系统已提到议事日程上。课程内容光电技术及光电器件半导体光电器件工作原理、特性参数及应用电荷耦合器件的原理、特性参数等直接探测方法基本原理及信噪比计算光外差探测的基本原理及信噪比计算光外差探测达到量子声限微弱信号检测技术相关检测理论

4、，锁相放大器、取样积分器、光学多通道分析仪参考书:[1]R,J，凯斯[美].《光探测器与红外探测器》．北京：科学出版社，1988[2]钱浚霞等．《光电检测技术》.杭州：浙江大学出版社，1992绪论光电技术特点及其应用半导体物理基础光电器件的基础：光电效应光电器件的分类、特性及评价基础光电器件参数测试光电技术的特点及应用光电系统光电检测光电器件一、光电系统1、光电系统的分类：广义的光电系统包括两个分支，即光电能量系统、光电信息系统（1）光电能量系统：太阳能发电、激光加工、激光医疗、激光核聚变等。主要是解决有关大功率光辐射能量的产生、控制、利用及向其他能量形式的转换。（2）光电信息系统：以

5、光辐射和电子流为信息载体，通过光电或电光相互转换，综合利用光学或电子学的方法进行信息的传输、采集、处理、存储或显示、以实现确定目标的混合系统，简称光电系统。2、光电系统的主要类型，基本组成和光电信号的联系表示（1）光-电型（应用最广泛）：它们的组成和信号流程表示在图中的①－①分支中。被研究对象经过光机系统产生光信号，其通过光电变换（A/D）成电信号进入电子系统，光学仪器的自动化常采用这种方式。若进一步传输到计算机处理，可组成部分代替人的视觉和思维活动的机器视觉系统。例如：智能化的工业在线检测。（2）光-电-光型：由光机系统采集到的光信号通过光电转换（A/D）成电信号，经电信号处理后再经

6、过电光变换形成光信号输出。例如：显像管以及声像光盘的录制和再现都是这类系统的代表。（3）电-光-电型：电信号经过电光变换得到可在光路中传输的光信号，在经过光电变换为电信号后作进一步处理或输出。典型应用如光纤通讯，其主要利用光纤对光信号进行传输。像光纤立靶的应用。（4）光电混合型：其主要特点是使传统光路实现光路器件的“有源化”和封闭的光束网络，例如光导纤维、空间调制器等。这将最终组成有源可控的光学系统和集成光路。和现有的无源光路比较，这无疑是光学技术的根本变革。（5）电光混合型这种系统的目标是将电路系统元器件的功能用光学方法来实现，即所谓的电路元件的“光子化”，例如光学晶体管和光学双稳态

7、器件等，目前许多单元器件已相继问世或正在研制中。后两种光电系统是光电技术未来的发展方向，其中的光电混合式或全光学式的光学计算机是这些系统最有吸引力的发展目标。二、光电检测通过上面的学习我们可以看出，光电系统的共同特点是通过光电检测——所有被研究的信息都将通过各种效应（机、热、声、电、磁）调制到光载波上，然后将携带被研究的信息光载波转换为电信号，并通过电子线路和计算机的综合处理，实现光学仪器的自动化。因此，光电检测作为光电系统的一种共性技术具有重