光电检测技术1-课件.ppt

光信息科学与技术系 1.1 信息技术及光电检测技术 信息技术： 微电子技术、光子信息技术和光电信息技术 微电子技术：通过控制固体内电子的微观运动来实现对信息的加工处理，并在固体的微区（小到几个晶格）内进行，将一个电子功能部件甚至一个系统集成在一个很小的芯片上。 光子信息技术：以光集成技术为核心的有关光学元器件制造的应用技术，利用传统工艺将有源和无源光学器件集成在一起，构成能完成光学信息采集处理和存储等功能的系统 光电信息技术：光与电子转换及其应用技术，光频段微电子技术。 光电信息技术 1、光电源器件（包括激光器）和可控光功能器件及集成 2、光通信和综合信息网络 3、光频微电子 4、光电方法用于瞬态光学观测 光电信息技术 9、光电人工智能和机器视觉 10、光（电）逻辑运算和光（电）计算机及光电数据存储 11、生物光子学 光电检测技术 光电传感器： 基于光电效应，将光信号转换为电信号的一种光电器件 将非电量转换为与之有确定对应关系的电量输出。 光电检测技术：是利用光电传感器实现各类检测。它将被测量的量转换成光通量,再转换成电量，并综合利用信息传送和处理技术，完成在线和自动测量 光电检测系统 光学变换 光电变换 电路处理 光电探测器的种类 光电检测系统(一) 光电检测技术以激光、红外、光纤等现代光电器件为基础，通过对载有被检测物体信号的光辐射（发射、反射、散射、衍射、折射、透射等）进行检测，即通过光电检测器件接收光辐射并转换为电信号。 由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用的信息，再经过A/D变换接口输入微型计算机运算、处理，最后显示或打印输出所需检测物体的几何量或物理量。 光电检测系统(三) 光学变换 时域变换：调制振幅、频率、相位、脉宽 空域变换：光学扫描 光学参量调制：光强、波长、相位、偏振 形成能被光电探测器接收，便于后续电学处理的光学信息。 光电变换 光电/热电器件（传感器）、变换电路、前置放大 将信息变为能够驱动电路处理系统的电信息（电信号的放大和处理）。 电路处理 放大、滤波、调制、解调、A/D、D/A、微机与接口、控制。 光电检测系统与人操作功能比较 被测物体 感觉器官 人脑 手控 被测物体 光电传感 微机 执行机构 光电传感部分相当于人身的感觉器官 光电检测系统的功能分类 测量检查型: 几何量:长度、角度、形状、位置、形变、面积、体积、距离。 运动量：速度、加速度、振动 表面形状：光洁度、庇病、伤痕 工作过程：湿度、流量、压力、物位、PH值、浓度等 机械量：重量、压力、应变、压强 电学量：电流、电压、电场、磁场 光学量：吸收、反射、透射、光度、色度、波长、光谱 控制跟踪型 跟踪控制：激光制导，红外制导 数值控制：自动定位，图形加工形成，数值控制 图象分析型 图形检测 图形分析 1.2 光电检测与光电传感器概念 1、检测与测量 2、光电传感器与敏感器的概念 1.3 光电检测系统的组成及特点 一般电子检测系统 光接收机的基本结构 接收到的光场 光接收机的分类图示 光电系统框图 高精度。各种检测技术中最高。如激光干涉仪法检测长度的精度达0.05um/m；光栅莫尔条纹法测角可达0.04秒；用激光测距法测量地球到月球之间距离分辨率可达1m。 高速度。光电检测以光为介质，用光学方法获取和传递信息是最快的。 远距离，大量程。光便于远距离传播的介质，适于遥控和遥测，如武器制导，光电跟踪，电视遥测等。 非接触检测。光照可认为是没有测量力的，也无磨擦，可实现动态测量，效率最高。 寿命长。光波可永久使用。 具有很强的信息处理和运算能力。可将复杂信息并行处理。。同时光电方法还便于信息控制和存储，易于实现自动化和智能化。 了解并掌握典型的光电器件的原理和特点，会正确选用光电器件。 学会根据光电器件的特点选择和设计光电检测电路和有关参数。 能根据被测对象的要求，设计光电检测系统。 1.4 光电检测方法及应用发展趋势 光电传感器的类型 光电检测的基本方法 工作原理： 相敏检测器： 光电传感器的发展趋势 三、检测技术在军事上的应用 四、检测技术在国防领域的应用 思考题及作业 核心是由一个乘法器和一个滤波器，如图一路为信号us，另一路为uR。 ui=us=Eisin(ω1t+θ1), uR=ERsin(ω2t+θ2), 滤波器 ui或us u0 uR u0=uiuR=1/2gEiERcos[2π(f1-f2)t+θ1-θ2)-