光电转换技术的发展及应用汇编.doc

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1、※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2013级学生光电技术课程设计光电技术课程设计报告书课题名称光电转换技术的发展及应用姓名***院系航空工程学院专业电子信息科学与技术专业学号1314指导教师***2016年6月5日14摘要光具有极快的速度、极大的频宽、极高的信息容量，在现代信息技术中得到了广泛应用。现代光电信息技术是光学技术、光电子技术、微电子技术，信息技术、光信息技术、计算机技术、图像处理技术等相互交叉、相互渗透和相互结合的产物，是多学科综合技术它研究以光波为信息的载体，通过对光波实施控制、调制、传感、转换、存储、处理和显

2、示等技术方法，获取所需要的信息，其研究内容包括光的辐射、传输、探测、光与物质的相互作用以及光电信息的转换、存储、处理与显示等众多领域。光对于我们来说即熟悉又神秘，人们无时无刻不在接触它、利用它，但光的一些特性却令人困惑不解。光速不变、光的波粒二象性、光的干涉和衍射、红移等，尽管有各种解释理论，但一些矛盾依然存在。从光子自身的角度来说，它同样会认为自己是一个静止的粒子，内部有正负电性的作用，其能量在内部封闭循环。但从物质所处的空间观察，光子的内部运动能量都平直地展布在我们的空间里，相当于光子的两种对立能量（如正电与负电）衔接融合起来与我们的

3、空间（能量）形成振荡对立，是光子作为一个能量体与我们的空间（能量）不平衡而互相交换能量。所以，我们观察到的光速，是空间能的传递速度，也是极限速度，这个速度，我们已经习惯将其称之为“光速”。光子在传播中遇到其它物质时，它的形态必然会逐渐聚拢收缩，最终可能被原子吸收、反射或透射。如果聚拢后光子的电场与当地电场方向正好相同，因同性相斥则被反射，如果相反则被吸收。折射应该是光子因电性环境改变而作出的方向改变。光的干涉、衍射目前的原理观点是相位极大值重叠会形成亮纹，相反则形成暗纹。光的直线传播，是一个看似最简单的现象，但实际上它隐含着复杂的道理。关

4、键词：光电转换、红外、辐射、激光14目录1.光电转换技术的发展31.1光电转换技术的理论基础31.2光电转换技术的发展起源41.3光电子器件方面的发展简况42.光电转换技术的发展方向42.1激光武器52.2光通信52.3信息存储72.4显示技术82.5半导体器件82.6集成电路83.光电转换技术的发展趋势93.1国防军事103.2医疗卫生103.3生产生活114.红外传感器的应用124.1红外传感器简介124.2信号采集电路124.3信号处理电路134.4循迹控制134.5自动门控制系统145.总结14141.光电转换技术的发展主要分为四

5、个部分：理论基础、发展起源、发展方向、发展趋势1.1光电转换技术的理论基础光电转换技术的理论基础源于光电效应，它是研究以光子作为信息载体和能量载体的科学，主要研究光子是如何产生及其运动和转化的规律。光照射到金属上，引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应（Photoelectriceffect）。光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。　赫兹于1887年发现光电效应，爱因斯坦第一个成功的解释了光电效应（

6、金属表面在光辐照作用下发射电子的效应，发射出来的电子叫做光电子）。光波长小于某一临界值时方能发射电子，即极限波长，对应的光的频率叫做极限频率。临界值取决于金属材料，而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关，这一点无法用光的波动性解释。还有一点与光的波动性相矛盾，即光电效应的瞬时性，按波动性理论，如果入射光较弱，照射的时间要长一些，金属中的电子才能积累住足够的能量，飞出金属表面。可事实是，只要光的频率高于金属的极限频率，光的亮度无论强弱，光子的产生都几乎是瞬时的，不超过十的负九次方秒。正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位

7、(即光子或光量子)所组成。光电效应里电子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直于金属表面射出，与光照方向无关。光是电磁波，但是光是高频震荡的正交电磁场，振幅很小，不会对电子射出方向产生影响。只要光的频率超过某一极限频率，受光照射的金属表面立即就会逸出光电子，发生光电效应。当在金属外面加一个闭合电路，加上正向电源，这些逸出的光电子全部到达阳极便形成所谓的光电流。　在入射光一定时，增大光电管两极的正向电压，提高光电子的动能，光电流会随之增大。但光电流不会无限增大，要受到光电子数量的约束，有一个最大值，这个值就是饱和电流。　14所以，当入射

8、光强度增大时，根据光子假设，入射光的强度（即单位时间内通过单位垂直面积的光能）决定于单位时间里通过单位垂直面积的光子数，单位时间里通过金属表面的光子数也就增多，于是，光子与金属中的电子碰撞次数