第0章绪论光电技术介绍.ppt

光 电 电 路主讲教师主讲教师 刘月明刘月明 课程性质课程性质 专业基础专业基础考核方式考核方式 考试考试+作业作业计划学时计划学时 4242辅导地点辅导地点 赛北赛北B B408-1408-1联系方法联系方法 8687568786875687 绪论光电技术光电技术是光学和电子学技术相结合而产生出来的一门技术是光学和电子学技术相结合而产生出来的一门技术学科，主要研究光与电之间的转换。学科，主要研究光与电之间的转换。必要性：必要性：电与光的对称性；从电子时代电与光的对称性；从电子时代光子时代；光子时代；电的优势：电的优势：技术成熟，目前光信息利用电技术处理；技术成熟，目前光信息利用电技术处理；光的优势：光的优势：高精度，频带宽，无损检测；全光通信高精度，频带宽，无损检测；全光通信;核心：核心：光与电之间的转换机理体现于光电器件之中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，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。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。光学辐射包括收某种电磁辐射（光学辐射）的电子器件。光学辐射包括紫紫外线、可见光和红外线外线、可见光和红外线。将光辐射转换成电信息的称为将光辐射转换成电信息的称为接收器件接收器件，电信息转换成光辐，电信息转换成光辐射的称为射的称为发射器件发射器件。一.光电技术的含义和特点电磁波谱图 从图可见，电磁波波谱的光频段包括红外光、可见光、紫外线和X射线部分的电磁辐射，频率范围为31011Hz到31016Hz，或波长1mm至10nm的范围。二二.典型的光电检测系统的基本构成和检测原理典型的光电检测系统的基本构成和检测原理1.基本组成部分 待测对象 光电检测 电路 计算机其中关键:光电检测或传感器,光源和检测器件.举例:光纤反射式传感器,见黑板图示.几个要点:光源匹配;光谱匹配;器件耦合及背 景光;微弱信号处理;光调制解调.光电检测系统变换电路光电传感光源光学系统被测对象光学变换电信号处理存 储显 示控 制光学变换电路处理2.光电检测的基本原理 利用光的强度、相位、频率、光谱、偏振等参量实现检测：举例 相位方法：各种干涉仪；频率方法：光学多普勒效应；光谱方法：军事侦查（太空和地面）；偏振方法：法拉第磁旋效应，压电效应；夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术激光测距仪：可精确的定位目标。激光测距仪：可精确的定位目标。美军研制的未来单兵作战武器美军研制的未来单兵作战武器光电检测器件光电检测器件光子器件光子器件光子器件光子器件热电器件热电器件热电器件热电器件真空器件真空器件真空器件真空器件固体器件固体器件固体器件固体器件光电管光电倍增管真空摄像管变像管像增强管光敏电阻光电池光电二极管光电三极管光纤传感器电荷耦合器件CCD热电偶/热电堆热辐射计/热敏电阻热释电探测器三.光电检测器件的分类四.课程内容光电相关基础理论技术及光电探测器件光电相关基础理论技术及光电探测器件真空光电器件、光电成像器件、光电倍增管的工真空光电器件、光电成像器件、光电倍增管的工作原理及应用作原理及应用半导体光电器件（光电导、光生伏特、集成器件）半导体光电器件（光电导、光生伏特、集成器件）工作原理、特性参数及应用工作原理、特性参数及应用电荷耦合器件电荷耦合器件CCDCCD的原理、特性参数等的原理、特性参数等典型的光电检测系统和检测方法典型的光电检测系统和检测方法四、光电检测技术的发展趋势四、光电检测技术的发展趋势向宏观和微观两个方向发展:太空探测和微纳技术,DNA检测,原子的操控,光镊技术;由电向光技术发展:全光技术,光子计算机;全智能化发展:神经网络,视觉水平;仿生水平的趋近;光机电一体化:微光机电系统,MOEMS(90年代末出现).