获取信息的技术和材料.ppt

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1、获取信息的技术和材料获取信息的技术和材料v获取信息主要使用探测器和传感器。目前光电子学技术是或取信息的主要手段 光电探测器v按光电转换方式，光电探测器可分为光电导型、v光生伏打型（势垒型）和热电偶型。v光电转换中根据探测的光子波长，v分为狭能隙半导体材料（红外）和宽能隙半导体材料（可见和紫外）。v宽能隙材料以Si、Ge、和GaN、AlN等为主，v狭能隙半导体材料主要为铅盐、碲镉汞、SbIn等。v近期光电探测器最大的进展在两个方面：(1)用超晶格（量子阱）结构v提高了量子效率、相应时间和集成度；（2）制成了探测器列阵，v可以用作成像探测。两者结合后最典型的例子为可以制成探测v灵敏度极高的HgCd

2、Te红外焦平面列阵（FPA），v并成功地应用于红外遥感、成像等。传感器材料v半导体传感器材料和光纤传感器材料，v在外场（光、热、电、磁等）作用下半导体的电性能发生变化，由此获得外场信息，对压力敏感的半导体，有由于压力影响产生电阻变化的压阻半导体材料，如Si、Ge、InSb、GaP等；有靠压电效应的IIVI和IIIV族半导体化合物以及压电陶瓷（以BaTiO3为代表）等。对热敏感的半导体材料可分正温度系数（NTC）和负温度系数（PTC）材料。光电探测器皆为光敏半导体材料；磁电阻效应和霍耳效应将磁场强度转换成电信号的为磁敏半导体材料。v光在光纤中传输时，受外场的作用能引起振幅、位相、频率和偏振状态的

3、变化。v探测器材料v按光电转换方式，光电探测器可分为光电导型、光生伏打型（势垒型）和热电偶型。光电转换中根据探测的光子波长，分为狭能隙半导体材料（红外）和宽能隙半导体材料（可见和紫外）。宽能隙材料以Si、Ge、和GaN、AlN等为主，狭能隙半导体材料主要为铅盐、碲镉汞、SbIn等。近期光电探测器最大的进展在两个方面：(1)用超晶格（量子阱）结构提高了量子效率、相应时间和集成度；（2）制成了探测器列阵，可以用作成像探测。两者结合后最典型的例子为可以制成探测灵敏度极高的HgCdTe红外焦平面列阵（FPA），并成功地应用于红外遥感、成像等。v传感器材料v半导体传感器材料和光纤传感器材料，v在外场（光

4、、热、电、磁等）作用下半导体的电性能发生变化，由此获得外场信息，对压力敏感的半导体，有由于压力影响产生电阻变化的压阻半导体材料，如Si、Ge、InSb、GaP等；有靠压电效应的IIVI和IIIV族半导体化合物以及压电陶瓷（以BaTiO3为代表）等。对热敏感的半导体材料可分正温度系数（NTC）和负温度系数（PTC）材料。光电探测器皆为光敏半导体材料；磁电阻效应和霍耳效应将磁场强度转换成电信号的为磁敏半导体材料。v光在光纤中传输时，受外场的作用能引起振幅、位相、频率和偏振状态的变化。Fibre Optics Sensor TechnologiesvOTDR Rayleight 光時域反射計-瑞利散

5、射vRaman-OTDR 光時域反射計-拉曼vBrillouin-OTDR光時域反射計 布里淵vFibre Grating Sensors光纖傳感器v*OTDR Optical Time-Domain Reflectometer(光時域反射計)Brillouin ScatteringThe interaction between acoustic and optical waves depends on the strain and temperature state of the fiber.Applications用途用途Interrogation of Fibre Bragg Grati

6、ngOptical fibreFibre Bragg GratingIlluminates FBG witha broadband light sourceA narrowband of lightreflected by the FBGThe rest of the spectrum is transmittedFBGs Response to Strain&TemperatureIncreasing strainWavelength-division Multiplexing of FBG SensorsLightSourceWavelengthDetectionWhat is their advantages?vFBGs are extremely small and lightweightvImmunity to electro-magnetic interference(EMI)vMany FBG sensors(100)can be created on a single strand of optical fibre.vPermits remote sensing(50 km)vNon-corrosive and very stableDynamic Strain Measurement