光电检测与技术知识点总结
光电检测与技术知识点总结
一、光电检测基础知识
1. 光电效应：光子射入物质时，将能量传递给物质，或者将物质中的粒子激发出来。前者称为光吸收，后者称为光发射。
2. 光电效应分类：外光电效应、内光电效应和光热效应。
3. 光电效应的应用：光电管、光电倍增管、光电摄像管等。
二、光电检测技术基础
1. 光电检测器的分类：根据工作原理，可分为外光电效应检测器、内光电效应检测器和光热效应检测器。
2. 光电检测器的工作特性：光谱响应、频率响应、线性范围、探测率和噪声等。
3. 常用光电检测器：光电二极管、光电晶体管、光电池、光电倍增管等。
三、光电检测系统
1. 光电检测系统的基本组成：光源、被测物、光电检测器、信号处理电路和显示设备。
2. 光电检测系统的应用：测量长度、测量角度、测量速度、测量温度等。
3. 光电检测系统的误差来源：光源的不稳定性、光学系统的误差、探测器噪声和信号处理电路的误差等。
四、常用光电检测技术
1. 红外线检测技术：利用红外线的热效应，可以测量物体的温度和辐射功率。红外线传感器有热敏电阻、热电偶等。
2. 激光雷达技术：利用激光的反射和散射，可以测量物体的距离和形状。常用的激光雷达有脉冲式和连续波式两种。
3. 光纤传感器技术：利用光纤的传光特性，可以测量物体的位移、压力和温度等物理量。光纤传感器有折射率型、光强调制型和光相位调制型等。
4. 图像传感器技术：利用图像传感器将光学图像转换为电信号，可以测量物体的尺寸和形状。常用的图像传感器有CCD和CMOS两种。
5. 色彩传感器技术：利用色彩传感器测量物体的颜色和色差，可以应用于颜色识别和颜色检测等方面。常用的色彩传感器有RGB和CMYK两种。
光电测试技术
光电测试技术的总结 光电测试技术主要包括光电变换技术、光信息获取与光信息测量技术以及测量信息的光电处理技术等。光电测试技术具有高精度、高速度、远距离、非接触测量、寿命长、具有很强的信息处理和运算能力，可将复杂信息并行处理等特点。 以下是我对这门课学习后的大概的总结： 第一章讲了光电测试系统的组成，还有光学变换和光电转换的区别与概念。介绍了光度的基本物理量，比如光量、光通量、发光强度、光亮度、照度等的物理意义、表达式、计算单位。 第二章需要知道三个光度学基本定律：余弦定律、亮度守恒定律（光在同一种介质中传播时，若传输过程中无能量损失，则光能传输的任一表面亮度相等）、照度与距离的二次方反比定律。光电测试技中常用的光学系统包括显微光学系统、望远光学系统、摄影系统、投影光学系统，其中显微光学系统在精密光电测量仪器中应用广泛，主要用于瞄准读数及观测测量。需要注意掌握显微镜光路原理，了解显微光学系统一般由物镜、目镜、照明系统组成，显微镜的视觉放大倍率是显微物镜和目镜的放大倍率的乘积。显微镜的分辨本领的含义及公式，显微物镜数值孔径越小，分辨力越大，分辨本领越小。掌握显微镜的有效放大率、显微系统的景深的含义及分类、显微物镜的选用。了解望远光学系统的原理和性质，其中，反射式与折反式望远物镜的原理。摄影系统的主要技术参数，如视场、光圈的概念及公式，摄影物镜的相对孔径越大，分辨力越高，像面照度越大。
第三章介绍了光源的基本参数，如发光效率的概念，寿命，光谱功率谱分布、空间光强分布特性、光源光辐射的稳定性、光源的色温和显示性。第二节中光电测量的常用电源，其中热辐射光源包括：太阳光、白炽灯、卤素灯，并掌握卤素灯与白炽灯的工作原理和区别，白炽灯内充气后，钨要蒸发，只不过速度减慢而已，但卤素灯中充入一定量的卤素元素，可以产生钨的再生循环。需要知道气体放电光源的优缺点，电致发光光源中，掌握LED的特点与应用、激光光源的特点，He-Ne气体激光器工作原理及其使用特点，如光速特性、光的单色性、方向性、亮度、相干性等，还需了解He-Ne气体激光器的注意事项。知道照明系统的设计原则：光孔转接原则、照明系统的拉赫不变量应大于或等于物镜的拉赫不变量。 第四章光电测试技术中常用光电器件有光电探测器件、光电成像器件、光调制器件等。光电探测器件工作的物理基础是光电效应。光电器件的主要性能参数有：光电器件的探测灵敏度、响应时间和频率响应、噪声等效功率、探测度D与比探测度、量子效率。需知道频率响应特性的定义及截止频率的公式，噪声等效功率NEP的计算公式、探测度D与比探测度的公式、单位，量子效率是描述光电器件光电转换能力的一个重要参数，是在某一特定波长下单位时间内产生的平均光电子数与入射光子数之比，通常小于1。知道光电发射效应的概念，爱因斯坦方程的物理意义及应用，光电倍增管的特点、工作原理、倍增系统，其特性参数：阴极、阳极灵敏度，电流增益G 的定义及公式，光电倍增管的使用要点，并知道微通道板MCP光电
光电检测技术
光电检测技术总结 经过一学期的光电检测技术课程的学习，我们大致上了解了光电检测技术有许多方面的知识，按照传感器、转换电路、检测装置划分排列。接下来我们来仔细探讨一下究竟有什么值得我们学习的。 首先是光电技术的定义。何为光电技术？光电检测技术是以激光、红外、光纤等现代光电子器件作为基础，通过对被检测物体的光辐射，经光电检测器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信息，或进入计算机处理，最终显示输出所需要的检测物理参数。其中检测和测量有一些不同的地方：检测：通过一定的物理方式，分辨出被测参量并归属到某一范围带，以此来判别被测参数是否合格或是否存在。测量：将被测的未知量与同性质的标准量比较，确定被测量对标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过程。而光电检测技术的应用存在在生活中的每一个部分。比如人的视觉功能，人眼是一个直径为23mm的近似球体，眼球前方横径为11mm的透明角膜具有屈光作用，角膜后的虹膜中央有称为瞳孔的圆孔，它可以扩大或缩小以调节进入眼球的光亮。虹膜后的水晶体相当于光学系统中的透镜，其直径为9mm。在眼球的后方有视网膜，这是光学细胞和杆状细胞，它们和视网膜上的其他细胞组成的微小感光单元。这些感光单元接收光刺激后转化为神经冲动，经视神经传导到大脑的高级视觉中枢，从而产生亮度和彩色的感觉，同时也形成有关物体状和大小的判断。因此，人眼是一个高灵敏度、高分辨率和极为复杂而精巧的光传感器。正好光学仪器是人眼的视觉扩展，通过利用光辐射的各种现象和特性，摄取信息实现控制的有力工具，它是人类视觉参与下才能工作的。光学仪器一共在人类视觉上做出了以下的扩展：1、时间上扩展，可以通过摄像机记录过去的样子；2、空间上的扩展，通过地球卫星观看世界个地的样貌；3、识别能力的扩展，通过放大镜和显微镜我们能够观测到人眼看不见的细微东西。 光电检测系统由哪些东西组成？典型的光电仪器包括了精密机械、光学系统、光电信号传感器、电信号处理器和运算控制计算机以及输出显示设备等环节。各种环节分别实现各自的职能，组成光、机、电的综合系统。一个典型的光电检测系统的组成由辐射源开始，依次为传输媒质、检测目标、光学系统、光点检测器件、信息处理、输出设备。其中辐射源通过传输媒质由对象空间进入到光电系统。
光电检测技术与应用
光电传感器是基于光电效应将光电信号转换为电信号的一种传感器 光学系统的基本模型 光发射机-> 光学信道一>光接收机 光学系统通常分为：主动式，被动式。 主动式：光发射机主要由光源和调制器构成。 被动式：光发射机为被检测物体的热辐射。 光学信道：主要由大气，空间，水下和光纤。 光接收机是用于收集入射的光信号并加以处理，恢复光载波的信息。 光接收机分为：功率（直接）检测器，外差接收机。 光电检测技术特点： 1. 高精度：是各种检测技术中精度最高的一种：激光测距法测地球与月亮的距离分辨率达 1m 2. 高速度：光是各种物质中传播速度最快的。 3. 远距离，程量：光是最便于远距离传播的介质 4. 非接触性：光照到被测物体上可以认为是没有测量力，因此无摩擦。 5. 寿命长：光波是永不磨损的。 6. 具有很强的信息处理和运算能力，可将复杂信息并行处理。 光电传感器：1•直射型2反射型3辐射型 光电检测的基本方法有：1•直接作用法.2.差动测量法3补偿测量法4•脉冲测量法直接作用法：收被测物理控制的光通量，经光电转换后有检测机构直接得到所求被测物理量。 差动测量法：利用被测量与某一标准量相比较，所得差或数值比克反应被测量的大小。 光电检测技术的发展趋势： 1. 发展纳米，亚纳米高精度的光电测量新技术。 2. 发展小型的，快速的微型光，机，电检测系统。 3. 非接触，快速在线测量。 4. 发展闭环控制的光电检测系统。 5. 向微空间或大空间三维技术发展。 6. 向人们无法触及的领域发展。 7. 发展光电跟踪与光电扫描技术。 在物质受到辐射光的照射后，材料的电学性质发生了变化的现象称为光电效应 光电效应分为：外光电效应和内光电效应 光电导效应是一种内光电效应。 光电导效应也分为本征型和非本征型两类 光电导效应是非平衡载流子效应，因此存在一定的|弛豫现象|:光电导材料从光照开始到获 得稳定的光电流需要一定能的时间。弛豫现象也叫惰性。 光生伏特效应：与光照相联系的是|少数载流子|的行为。其寿命很短因此相应的检测器响应速度更快。
光电探测技术的研究与应用
光电探测技术的研究与应用 一、前言 随着科技的不断进步，乃至工业环境的变化，光电探测技术已 经得到了广泛的应用。在很多建筑工地和实验室，光电探测技术 几乎已经成为必不可少的设备。本文将会详细介绍光电探测技术 的不同应用领域及其原理和特点。 二、光电探测技术概述 光电探测技术，是指基于光电学的原理和技术，对光电信号进 行检测、识别和转化的技术。用来检测、测量可见光到红外线范 围内的电磁波。主要可分为以下几个子领域: 1. 光电传感器：光电二极管、光敏电阻器、光电二极管阵列。 适用于光照度、当前、能量、功率、速度、压力、温度、流量和 湿度等参数。 2. 红外成像：热探测器、红外线摄像机。适用于夜视、安全、 工业、医学和军事等领域。 3. 光栅检测：干涉仪、衍射仪。适用于测量形状、宽度、密度、偏差和加工质量等方面。 4. 光电显示：液晶显示器、发光二极管屏。适用于长时间使用，显示色彩富有，功耗低等特点。
5. 光通信：所谓光通信快速地成为与高速率和大容量数据传输相关的重要技术，特别是在长途传输和卫星通信领域。 三、主要应用领域 1. 光电器件工业 光电探测器件在工业领域中也有着广泛的应用，主要包括网印设备、平面显示器件、打印头、半导体测量仪器及电子游戏设备等。其中，高精度的光电测量技术的应用更是获得了广泛使用。 2. 医疗设备 在医疗设备行业中，光电探测技术已经广泛地应用于病毒样品的检测、血红蛋白的自动分析、胃肠内视镜检查、超声心动图、核磁共振和常规放射学诊断等多个领域。而且，随着海量数据和AI技术的引入，光电技术的应用也必将得到进一步的拓展。 3. 环境监测 光电探测技术对于环境监测也有着极为重要的意义。通过应用光度法、荧光法、分光光度法等方法，实现了对环境污染物的检测，其中包括大气污染、水污染和土地污染分类。 4. 军事领域 在军事领域中，光电探测技术被广泛应用于导弹制导、远程侦察和目标识别等领域。特别是在近年来，由于遥控作战技术的大
光电检测
绪论 1、光电技术：光电信息变换+光电检测技术； 首先将非电信息量通过光学变换装置变为光学信息量，然后用光电器件将光学信息量转换成电信号，再经过前置放大器和电路处理后，就能实现对非电信息量进行检测、传递、存储、控制、计算和显示等。 2、光电检测特点：精度高、速度快、非接触式检测，适用于生产过程中的自动检测和控制。 3、光电装置（1-6为光电传感器） 1光源→2光学系统→3被测对象→4光学系统→5光电器件→6变换电路→7电路处理→8显示打印 (1)光学系统：将与被测对象有关的光信息变为泳衣被检取和处理的光信息。 (2)光电器件：将光信号变为电信号 a、按工作原理分为 外光电效应：真空光电管、真空摄像管、变像管、增强器等。 内光电效应：分为光电导效应（如光敏电阻）和光生伏特效应（如半导体光电管和光电池）。 b、按光电器件的空间分辨能力分为成像器件和非成像器件。 (3)变换电路：检取和放大信号；一般包括光电器件的偏置电路、负载、前置放大器。 (4)电路处理：将电信号进行放大、整形、量化、单片机信号处理等。 4、光电技术的优点： (1)光电传感器中的光电器件多为半导体器件，具有体积小、性能稳定、使用方便等特点； 光电技术具有电子技术的六大功能，便于数字化和智能化。 (2)用于检测非电量时速度快、精度高。 (3)光电传感器是非接触式传感器，克服了接触式传感器的摩擦磨损和影响变换精度等缺 点，适用于生产过程中的自动检测和控制。另外，用光导纤维传输光信息不受方向和位置限制，比较方便。 (4)利用光远距离传输的特点，便于遥测遥控。 第1章光电信息变换的基本知识 1.1 光的两重性 知识点：光子的有关知识 光的一个基本性质，就是同时具有波动性和微粒性，即具有波粒二象性。 一般地说，在光的干涉与衍射等现象中，光的波动性较明显，这时往往把光看成是由一列一列的光波组成的；而在原子发射或吸收等现象中，光的微粒性较明显，往往把光看作是一个一个的光子组成的。 1.1.1 电磁波谱和光谱 1、光有波动性和粒子性，是一种电磁辐射。 2、光速c=λv=3.8×10∧8m/s ，λ为波长，v为频率。波长越短的光子能量越大。 3、光用波长分类，光的单位为?(埃)，1?＝10∧－10m。 4、紫外光的光谱范围为0.01~0.38μm; 可见光的光谱范围为0.38~0.78μm; 红外光的光谱范围为0.78~1000μm。
光电检测知识点汇总
考试高分笔记 基本常识： AE ΦP I S =?=== 光照度受光面积光通量输入光功率输出信号光电流电流灵敏度 光通量-lm ；照度-lx ；亮度-sb ；光强-cd 光敏电阻-正偏，光电二极管-反偏，光电池-没有外加偏置(这里偏置可以理解为器件之外有没有添加电源，) 重点简录： 1、P33,量子效率，6’ 量子效率 hv P e I //== 的光子数每秒入射波长为每秒产生的光电子数λη 2、P52(5)，由禁带宽度E g 计算长波限λ g g E hc λλc ，νE h ν=?= = 长波限理论值小于实际值原因：1在实际中短波更易被吸收。2随温度的升高而向短波方向移动 3、P52(6)，光敏电阻，10’ 光电导灵敏度E G S g = d p G G G += (亮电导 = 光电导+暗电导) 4、 P75，光电二极管，10’ L b e )G -U (U ΦS GU U G 0max 000=+= )(产生的总电流 = 暗电流 + 光电流) 5、P89，放大倍数，10~12’ K P I I A = = 阴极电流阳极电流 n )(εεA σ0=
hv e /ηα= 详尽考点： Chapter 2 电致发光即场致发光，顾名思义，它是固体发光材料在电场激发下发光的一种现象，是将电能直接转化为光能的过程。具体过程：物质中的原子受到电子轰击，使原子中的电子获得动能，由低能态 跃迁到高能态；当它由受激状态回复到正常状态时，就会发出辐射。 知辐射通量求光通量： 光通量 = 视见函数*辐射通量*Km (Km 为光视效能，Km=683 lm/W) 例题：光谱光视效率V(505nm)=0.40730，波长为505nm 、1mW 的辐射光，其光通量 为0.2782 lm (计算式：0.40730 x 683 lm/W x 1 mW) LED 发光机理 P22 (就是电致发光) 当给发光二极管的P －N 结加正向电压时，外加电场将削弱内建电场，使空间电荷区变窄，载流子的扩散运动加强。由于电子迁移率总是远大于空穴的迁移率，因此电子由N 区扩散到P 区是载流子扩散运动的主体。当导带中的电子与价带中的空穴复合时，电子由高能级跃迁到低能级；电子将多余的能量以发射光子的形式释放出来，产生电致发光现象。 外光电效应：在光线的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。向外发射的电子叫做光电子。基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管等 内光电效应：实际影响的是电压或电导，如光电池，光电二极管 Chapter 3 P33,量子效率，6’ ★ 量子效率 hv P e I //== 的光子数每秒入射波长为每秒产生的光电子数λη e I /—单位时间内被光子激励的光电子数(电流I 是单位时间的电荷量) hv P /—单位时间内入射到探测器表面的光子数(功率P 是单位时间的能量) α—光电转换因子， 上式即为光电转换定律。 P P hv e I Pe Ihv αηη===>= )/(
光电检测与技术知识点总结
光电检测与技术知识点总结 一、光电检测基础知识 1. 光电效应：光子射入物质时，将能量传递给物质，或者将物质中的粒子激发出来。前者称为光吸收，后者称为光发射。 2. 光电效应分类：外光电效应、内光电效应和光热效应。 3. 光电效应的应用：光电管、光电倍增管、光电摄像管等。 二、光电检测技术基础 1. 光电检测器的分类：根据工作原理，可分为外光电效应检测器、内光电效应检测器和光热效应检测器。 2. 光电检测器的工作特性：光谱响应、频率响应、线性范围、探测率和噪声等。 3. 常用光电检测器：光电二极管、光电晶体管、光电池、光电倍增管等。 三、光电检测系统
1. 光电检测系统的基本组成：光源、被测物、光电检测器、信号处理电路和显示设备。 2. 光电检测系统的应用：测量长度、测量角度、测量速度、测量温度等。 3. 光电检测系统的误差来源：光源的不稳定性、光学系统的误差、探测器噪声和信号处理电路的误差等。 四、常用光电检测技术 1. 红外线检测技术：利用红外线的热效应，可以测量物体的温度和辐射功率。红外线传感器有热敏电阻、热电偶等。 2. 激光雷达技术：利用激光的反射和散射，可以测量物体的距离和形状。常用的激光雷达有脉冲式和连续波式两种。 3. 光纤传感器技术：利用光纤的传光特性，可以测量物体的位移、压力和温度等物理量。光纤传感器有折射率型、光强调制型和光相位调制型等。 4. 图像传感器技术：利用图像传感器将光学图像转换为电信号，可以测量物体的尺寸和形状。常用的图像传感器有CCD和CMOS两种。 5. 色彩传感器技术：利用色彩传感器测量物体的颜色和色差，可以应用于颜色识别和颜色检测等方面。常用的色彩传感器有RGB和CMYK两种。
光电检测与信息处理技术
光电检测与信息处理技术 光电检测是指利用光电学原理对物理量（如光、温度、压力等）进行测量的技术。它把光电信号转换成电信号，然后通过电路进行放大处理，最后对信号进行分析，以得出需要测量的物理量。 光电检测技术主要包括三个方面：光电转换技术、信号处理技术和应用技术。 1. 光电转换技术 光电转换技术是指将光信号转换成电信号的过程。它主要通过光电二极管、光电倍增管和光电集成电路等实现。光电二极管是一种能将光信号转换为电信号的半导体器件。光电倍增管是一种能将光信号转换为电信号并且可以放大的半导体器件。光电集成电路是将光电二极管或光电倍增管集成于一体的一种半导体器件。 2. 信号处理技术 信号处理技术包括信号放大、滤波和解调等。在信号处理过程中，需要将信号放大以增强信号强度，然后通过滤波消除噪声干扰，最后进行解调以还原原始信号。 3. 应用技术 光电检测技术的应用非常广泛。它被广泛应用于照明、通讯、安防和医疗等领域。其中，照明领域是最早应用光电检测技术的领域之一。人们利用光电二极管来制作夜视仪、红外线探测器等。在通讯领域中，光电检测技术被广泛应用于光纤通讯中，用于将光信号转化为电信号进行处理。 在安防领域中，监控系统通常采用红外线探测器来检测周围动态，并对检测到的信号进行分类处理，判断是否为可疑信号。医疗领域中，光电检测技术通常用于医学影像学中的影像采集和分析过程中。利用医疗成像技术，人们可以对人体进行精确和准确的分析和诊断。 综上所述，光电检测技术在现代科技中发挥着越来越重要的作用。尤其是在信息处理领域中，光电检测技术可以大大提高信息处理的效率和精度。因此，科研人员需要不断地开发新的光电检测技术，以更好地满足工业和社会的需求。
光电检测技术
光电检测技术 第一章： 信息技术主要包括：1.电子信息技术、2.光学信息技术、3.光电信息 技术。 图1-2光电系统框图 图1-2中，光源产生的光是信息传递的媒介。 某光源与照明用光学系统一起获得测量所需的光载波，如点照明、平 行 光照明等。 某光学变换：光载波与被测对象相互作用而将被测量载荷到光载波上。 某光学变换是用各种调制方法来实现的。 某光信息：光学变换后的光载波上载荷的各种被测信息。 某光电转换：光信息经光电器件实现由光向电的信息转换。 某电信息处理：解调、滤波、整形、判向、细分，或计算机处理等。 光学变换与光电转换是光电测量的核心部分。 某光学变换通常是用各种光学元件和光学系统来实现的，如平面镜、 光狭缝、光楔、透镜、角锥棱镜、偏振器、波片、码盘、光栅、调制器、 光成像系统、光干涉系统等，实现将被测量转换为光参量（振幅、频率、 相位、偏振态、传播方向变化等）。
某光电转换是用各种光电变换器件来完成的，如光电检测器件、光电摄像器件、光电热敏器件等。 第二章： 2.人眼对光的视觉效能也称为视见函数。人眼的视网膜上布满了大量的感官细胞：杆状细胞和锥状细胞。某杆状细胞灵敏度高，能感受微弱光刺激。某锥状细胞感光灵敏度低，但能很好地区别颜色和辨别被视物的细节。 3.光度学中，为了表示人眼对不同波长辐射的敏感度差别，定义了一个函数V(λ)，称为“视见函数”（“光谱光视效能”）。 在明视情况，即光亮度大于3cd/m2时，人眼的敏感波长λ＝555nm 的视见函数（光谱光视效率）规定为1，即V(555)＝1。 4..照度(EV)：照度是投射到单位面积上的光通量，或者说接受光的面元上单位面积被辐射的光通量。若辐射光通量为dΦV，接收面元的面积是dA，那么照度EV=dΦV/dA，单位为勒克斯l某=lm·m-2。 5.光通量Φv：光通量又称为光功率，单位：流明［lm］。 光通量是按人眼视觉强度来度量的辐射量。与电磁辐射的辐射通量Φe相对应。光通量与辐射通量之间的关系可以用下式表示：0.78 VKme()V()dV(λ)是视见函数；0.38 Km是光功当量，它表示人眼在明视条件下，在波长为555nm时，光辐射所产生的光感觉效能，按照国际温标IPTS-68理论计算值 Km=680(lm/W)。
最新光电检测技术知识点
1、光电效应应按部位不同分为内光电效应和外光电效应，内光电效应包括（光电导）和（光生伏特效应）。 2、真空光电器件是一种基于（外光电）效应的器件，它包括（光电管）和（光电倍增管）。结构特点是有一个真空管，其他元件都放在真空管中 3、光电导器件是基于半导体材料的（光电导）效应制成的，最典型的光电导器件是（光敏电阻）。 4、硅光电二极管在反偏置条件下的工作模式为（光电导），在零偏置条件下的工作模式为（光生伏特模式）。 5、变象管是一种能把各种（不可见）辐射图像转换成为可见光图像的真空光电成像器件。 6、固体成像器件（CCD）主要有两大类，一类是电荷耦合器件（CCD），另一类是（SSPD）。CCD电荷转移通道主要有：一是SCCD（表面沟道电荷耦合器件）是电荷包存储在半导体与绝缘体之间的界面，并沿界面传输；二是BCCD称为体内沟道或埋沟道电荷耦合器件，电荷包存储在离半导体表面一定深度的体内，并沿着半导体内一定方向传输 7、光电技术室（光子技术）和（电子技术）相结合而形成的一门技术。 8、场致发光有（粉末、薄膜和结型三种形态。 9、常用的光电阴极有正电子亲合势光电阴极（PEA）和负电子亲合势光电阴极（NEA），正电子亲和势材料光电阴极有哪些（Ag-O-Cs,单碱锑化物，多碱锑化物）。 10、根据衬底材料的不同，硅光电二极管可分为（2DU）型和（2CU）型两种。 11、像增强器是一种能把微弱图像增强到可以使人眼直接观察的真空光电成像器件，因此也称为（微光管）。 12、光导纤维简称光纤，光纤有（纤芯）、（包层）及（外套）组成。 13、光源按光波在时间，空间上的相位特征可分为（相干）和（非相干）光源。 14、光纤的色散有材料色散、（波导色散）和（多模色散）。 15、光纤面板按传像性能分为（普通OFP）、（变放大率的锥形OFP）和（传递倒像的扭像器）。 16、光纤的数值孔径表达式为，它是光纤的一个基本参数、它反映了光纤的（集光）能力，决定了能被传播的光束的半孔径角 17、真空光电器件是基于（外光电）效应的光电探测器，他的结构特点是有一个（真空管），其他元件都置于（真空管）。
光电技术与光电检测技术概述
光电技术与光电检测技术概述 摘要：光电技术是以激光，红外，微电子等为基础的，由光学、精密机械、电子和计算机技术结合而成的高新技术。光电检测技术是光电技术中最主要最核心的部分，它主要包括光电变换技术、光信息获取与光信息测量技术以及测量信息的光电处理技术等。如用光电方法实现各种物理量的测量，微光、弱光测量，红外测量，光扫描、光跟踪测量，激光测量，光纤测量，图象像测量等。它集中发展了光学和电子固有的技术优势，形成了许多崭新功能和良好的技术性能，在国民经济、国防、科学研究等各方面有着广泛的应用和巨大的潜力，成为新技术革命时代和信息社会的重要技术支柱，受到了各方面重视，从而得到了快速发展。 关键词：光电技术光电检测技术 引言 在当前信息化社会中，光电技术已成为获取光学信息或提取他信息的手段。它是人类能更有效地扩展自身能力，使视觉的长波延长到亚毫米波，短波延伸至X射线、γ射线，乃至高能粒子。并且可以在飞秒级记录超快速现象，如核反应、航空器发射等的变化过程。而且光电检测技术是一种非接触测量的高新技术，是光电技术的核心和重要组成部分。通过光电检测器件对载荷有被检测物体信息的光辐射进行检测，并转换为电信号，经检测电路、A/D变换接口输入微型计算机进行运算、处理，最后得出所需检测物的几何量或物理量等参数。因此，光电检测技术是现代检测技术的重要手段和方法，是计量技术的一个重要发展方向。 一、光电技术与光电检测技术的含义 现代科学技术发展的一个显著性特点是纵横交叉，彼此渗透，边缘科学不断露头和进展迅速。由于光学现象可以进行近似线性化使它可以采用有关线性系统的一般原理，因此在电系统中的许多行之有效的理论和分析方法都可以移植到光学中来。随着大规模集成电路的发展，光学也开始向集成化发展。 光电技术是以激光，红外，微电子等为基础的，由光学、精密机械、电子和计算机技术结合而成的高新技术。它集中发展了光学和电子固有的技术优势，形成了许多崭新功能和良好的技术性能，在国民经济、国防、科学研究等各方面有着广泛的应用和巨大的潜力，成为新技术革命时代和信息社会的重要技术支柱，受到了各方面重视，从而得到了快速发展。 光电检测技术是光电技术中最主要最核心的部分，它主要包括光电变换技术、光信息获取与光信息测量技术以及测量信息的光电处理技术等。如用光电方法实现各种物理量的测量，微光、弱光测量，红外测量，光扫描、光跟踪测量，激光测量，光纤测量，图象像测量等。 光电检测技术将光学技术与电子技术相结合实现对各种量的测量，是21世纪的尖端科学，它将对整个科学技术的发展起着巨大的推动作用。同时它本身涵盖了众多的科学技术，它的发展带动了众多科学技术的发展，并在交流与发展的过程中，形成了巨大的光电产业。 二、光电技术与光电检测技术的发展 光电技术与光电检测技术的发展主要是在1960年成功研制红宝石激光器以后，接着又发明了He-Ne激光的气体激光器和GaAs半导体激光器等。激光器的发明为光电技术与光电检测技术的发展给与了革命性的推动，因为它不断给光电检测器提供主动照明的可能，而且有了传送、接收和加工
光电知识点总结
光电知识点总结 光电技术是一门涉及光和电的交叉学科，主要研究光和电能量之间的相互转换和作用规律。光电技术涉及到光电器件的设计、制造和应用，涵盖了光电转换、光电检测、光电调制等 方面的内容。光电技术已经成为现代科技发展的重要领域，在通讯、医疗、能源、环境等 领域都有着广泛的应用。 一、光电效应 1. 光电效应概述 光电效应是指材料受到光照射后，发生电子的发射、传输或者输运现象的过程。光电效应 包括外光电效应和内光电效应两种。外光电效应是指光照射在材料表面，引起材料表面电 子的发射，产生光电流现象；内光电效应是指光照射在材料内部，通过光生载流子（电子-空穴对）的发生，从而产生光电流。 2. 外光电效应 外光电效应是指光照射在金属或半导体表面时，引起金属或半导体表面电子的发射，产生 光电流现象。外光电效应是实现光电转换的关键过程，应用广泛。 3. 内光电效应 内光电效应是指在光照射下，材料内部的电子-空穴对的产生和输运过程。内光电效应是 光电器件的工作原理，包括光电二极管、太阳能电池等。 二、光电器件 1. 光电二极管 光电二极管是一种能够将光信号转化为电信号的光电转换器件。光电二极管分为光电探测 二极管和光发射二极管两种。 光电探测二极管是将光信号转化为电信号的光电器件，主要应用于光通信、光电传感等领域。光发射二极管是将电信号转化为光信号的光电器件，主要应用于光通信、显示屏等领域。 2. 光电场效应器件 光电场效应器件是一种基于光电效应的半导体器件，主要包括光电场效应晶体管、光电场 效应器件。光电场效应器件主要应用于光电调制、光电开关等领域。 3. 太阳能电池
太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的光电转换器件，是目前能源领域的热门技术之一。太阳能电池主要包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池等。 4. 光电晶体管 光电晶体管是一种能够实现光电转换的半导体器件，是现代光电器件中最重要的一种。光 电晶体管主要应用于光电检测、光电调制、光电放大等领域。 5. 光电压控振荡器 光电压控振荡器是一种利用光电效应实现振荡的器件，主要应用于射频领域、光通信领域等。 6. 光电放大器 光电放大器是一种能够实现光信号放大的器件，主要应用于光通信、光电放大等领域。 三、光电调制 1. 光电调制概念 光电调制是指通过光电效应实现光信号的调制，可以将模拟电信号转化为光信号，也可以 实现光信号的调制。 2. 光电调制技术 光电调制技术主要包括直接调制技术、间接调制技术和外调制技术。 直接调制技术是直接利用半导体器件或光电晶体管等器件实现光信号的调制；间接调制技 术是通过光调制器实现光信号的调制；外调制技术是通过外部调制器实现光信号的调制。 3. 光电调制应用 光电调制技术主要应用于光通信、光电调制、光电信号处理等领域，是现代通信技术中的 关键技术之一。 四、光电检测 1. 光电检测器件 光电检测器件是一种利用光电效应进行光信号检测的器件，主要包括光电探测器、光电二 极管等。 光电探测器是一种利用光电效应将光信号转化为电信号的器件，主要应用于光通信、光电 传感等领域。光电二极管是一种利用光电效应将光信号转化为电信号的器件，主要应用于 光通信、光电传感等领域。
光电检测技术
光电检测技术 1 . 光电信息技术是以光电子学为基础，以光电子器件为主体，研究和发展光电信息的形成、传送、接收、变换、处理和应用的技术。 2 . 检测是通过一定的物理方式，分辨出被测参数量并归属到某一范围带，以此来判断被测参数是否合格或参数量是否存在。 测量是将被测的未知量与同性质的标准进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过程。 3 . 光学变换与光电转换是光电测量的核心部分。 4. 光电检测技术具有以下特点：①高精度。②高速度。③远距离，大量程。④非接触检测。⑤寿命长。⑥具有很强的信息处理和运算能力，可将复杂信息并行处理。 5 . 光电效应：在物质受到辐射光的照射后，材料的电学性质发生了变化的现象。 6 . 内光电效应：大多数半导体在受光照射后所产生的光电子只在物体的内部而不逸出的无力现象。 7 . 响应时间是描述光电检测器对入射辐射响应快慢的一个参数。 8. 光电检测器的工作温度就是最佳工作状态时的温度，它是光电检测器重要的性能参数之一。 9. 光电耦合器件的主要特性是传输特性和隔离特性。 10 . 散粒噪声（散弹噪声）即穿越势垒的载流子的随机涨落（统计起伏）所造成的噪声。 11. 第一项为直流项。若光检测器输出端有隔直流电容，则输出光电流之包含第二项，这就是包络检测的意思。 12 热噪声是指载流子无规则的运动造成的噪声，存在于热河电阻，与温度成正比，与频率无关。 13. 光外差检测系统对检测器性能的主要要求：①响应频带宽。②均匀性好。③工作温度高
14 . 光波导是指将以光的形式出现的电磁波能量利用全反射的原理约束并引导光波在 光纤内部或表面附件沿轴方向传播。光纤的结构包括：①纤芯②包层③涂敷层④纤套 16 .A/D 数据采集方法分为“板卡式”和“嵌入式“两种。 17 将光电信号转换成0,1 数字量化的过程称为光电信号的二值化处理。 18 在要求光电检测系统的精度不受光源的稳定性的影响情况下，应采用浮 19 8 位高速A/D 转换器，其最高工作频率为20MHz ，具有启动简便、转换速度快、线性精度高等特点，基本能满足单元光电信号高速A/D 数据采集的需要。 HI1175JCB 为24脚封装的器件。引脚16、1 7、22、23为A/D转换器提供参考（基准）电源电压。 20 锁相放大器是一种对交变信号进行相敏检波的放大器。它利用和被测信号有相同频率和相同相位关系的参考信号作为比较基准，只对被测信号本身和那些参考信号同频 （或倍频）、同相的噪声分量有响应。 锁相放大器有三个部分：信号通道、参考通道、和相敏检波。 21 条形码识别器，都要经过以下几个环节：①要求建立一个光学系统。②要求一个接受系统能够采集到光点运动时打在条形码条符上反射回来的反射光，同时，要求这一接受系统对反射光具有一定的敏感程度。③要求一个电子电路将接受到的光信号不失真的转换为电脉冲。 22 光生伏特效应：光照射在半导体PN 结或金属和半导体的接触面时，会在PN 结或接触面的两侧产生光生电动势。其属于内光电效应。 23. 光敏电阻的重要特点有哪些？ ①光谱响应宽②工作电流大③测量范围广④灵敏度高⑤无极24 列出硅光电池的负载特性。 ①短路电流与光强度（光通量）呈线性关系。 ②短路电流随光通量增大而增大。 ③接有负载时，输出电流随光通量的增加而非线性的增加，并随负载的增大，线性范围 也越来越小。 25 光电检测电路的设计要求是什么？设计要求有哪些？ 设计原则是为了保证光电器件和后续电路最佳的工作环 设计要求有：①灵敏的光电转换能力（灵敏度高，线性 度宽）
光电检测知识点
第一章 名称解释 1. 光通量 2 坎德拉 3. 照度 4 半导体中的非平衡载流子 5 绝对黑体 6 基尔霍夫定律 7 热噪声 8 产生-复合噪声 91／f 噪声 知识要点 半导体材料的光吸收效应 (1) 本征吸收 (2) 杂质吸收 2. 非平衡载流子浓度载流子复合过程一般有直接复合和间接复合两种。 物体的光谱发射率总等于其光谱吸收比。也就是强吸收体必然是强发射体。 维恩位移定律指出：当绝对黑体的温度增高时，单色辐出度的最大值向短波方向移动。 光电子发射过程可以归纳为以下三个步骤： (1) 物体吸收光子后体内的电子被激发到高能态； (2) 被激发电子向表面运动，在运动过程中因碰撞而损失部分能量； (3) 克服表面势垒逸出金属表面。 一般光电检测系统的噪声包括三种： (1) 光子噪声包括：信号辐射产生的噪声和背景辐射产生的噪声。 (2) 探测器噪声包括：热噪声、散粒噪声、产生-复合噪声、1／f 噪声和温度噪声。 (3) 信号放大及处理电路噪声 在半导体器件中1／f 噪声与器件表面状态有关。多数器件的1/f 噪声在300Hz 以上时已衰减到很低水平，所以频率再高时可忽略不计。 在频率很低时；l／f 噪声起主导作用；当频率达到中间频率范围时，产生-复合噪声比较显著；当频率较高时，只有白噪声占主导地位，其它噪声影响很小了 光电探测器的合理选择 (1) 根据待测光信号的大小，确定探测器能输出多大的电信号，即探测器的动态范围。 (2) 探测器的光谱响应范围是否同待测光信号的相对光谱功率分布一致。即探测器和光源的光谱匹配。 (3) 对某种探测器，它能探测的极限功率或最小分辨率是多少—需要知道探测器的等
光电检测基础知识
第1章 光电检测基础知识 1. 光辐射的度量 2. 物体的热辐射 3. 半导体基础知识 4. 光电效应 光辐射： • 光的最基本理论:光是电磁波,具有波粒二象性。 • 光的本质是物质，它具有粒子性. • 光子的能量： E= h v 式中, h 为普朗克常数（6.626×10-34J·s ）；v 为光的振动频率(s-1)； • 光在真空中的传播速度（ c =3×108m·s-1）。 • 光的量子性成功地解释了光与物质作用时引起的光电效应，而光电效应又充分证明 了光的量子性。 图1为电磁波按波长的分布及各波长区域的定义（称为电磁波谱）。电磁波谱的频率范围很宽，涵盖了由宇宙射线到无线电波（102～1025Hz ）的宽阔频域。光辐射仅仅是电磁波谱中的一小部分，它包括的波长区域从几纳米到几毫米，即10-9～10-3m 的范围。在这个范围内，只有0.38～0.78μm 的光才能引起人眼的视觉感，故称这部分光为可见光。 1.光辐射的度量 光辐射的度量有两种方法: 辐射度学参量:一种客观的度量方法, 适用于整个电磁谱区. 光度学参量:是主观的计量方法,以人眼见到的光对大脑的刺激程度来对光进行计量 的方法,适用于可见光谱区. 人眼对不同波长的辐能有不同的灵敏度,不同波长的可见光即使辐射功率相同,引起 的视觉感受强度不同. 为了区分,辐射度和光度学量分别加角标”e ”和 “v ”表示. (1) 辐（射）通量和光通量 • 辐通量Φe ：以辐射形式发射、传播或接收的功率；或者说，在单位时间内，以辐 射形式发射、传播或接收的辐（射）能。又称辐（射）功率。 • 其计量单位为瓦（W ）。 • 光通量Φv ：从数量上描述电磁辐射对视觉的刺激强度；单位时间内，人眼所感受 到的光能。与辐射波长及人眼的视见函数有关。 • Φv 的计量单位为流(明)（lm ）。 显然，辐（射）通量对时间的积分称为辐（射）能，而光通量对时间的积分称为光 红外 紫外 可见光 10 15 6 18 21 9 12 10 10 10 10 10 10 10 3 24 f /Hz 图1 电磁辐射光谱的分布 X 射线 Γ射线 近红外 远红外 电磁波
2021年光电检测知识点总结
辐射学和光度量学基本概念 辐射度学单位是纯粹物理量单位，例如，熟悉物理学单位焦耳和瓦特就是辐射能和辐射功率单位，光度学所讨论内容仅是可见光波传播和量度，因而光度学单位必要考虑人眼响应，包括了生理因素。例如，光度学中光功率单位不用瓦特而用流明。其他基本概念点源：照度与距离之间平方反比定律扩展源：朗伯源辐出度与辐亮度间关系漫反射面：漫反射体视亮度与照度间关系定向辐射体 例题，已知太阳辐亮度为2x107W/(m2.sr)，太阳半径6,957x108m，地球半径 6.374x106m，太阳地球平均距离为1.496x1011m，求太阳辐出度、辐强度、辐通量及地球接受辐通量，大气边沿辐照度。黑体辐射定律绝对黑体：任何温度、任何波长入射辐射吸取比都等于1。任何物体单色辐出度和单色吸取比之比，等于同一温度下绝对黑体单色辐出度。（强吸取体也必是强发射体。）光谱辐出度随波长持续变化，每条曲线只有一种极大值；不同温度曲线彼此不相交；某一波长上，温度越高，光谱辐出度越大；随温度升高，曲线峰值相应波长向短波方向移动；波长不大于λm某些能量约占25%，波长不不大于λm能量约占75%； 维恩位移定律 (Wien‘s Displacement Law )将普朗克公式对波长λ求微分后令其等于0，则可以得到峰值光谱辐出度所相应波长λm与绝对温度T关系。维恩位移定律 (Wien's Displacement Law )当黑体温度升高时，辐射曲线峰值波长向短波长方向移动。 黑体，灰体和选取性发射体，发射率与材料性质及表面状态关于，随物体自身温度和辐射波长而变化，并随观测方向而有不同。（光谱发射率、半球发射率、方向发射率…）发射率不随波长变化且不大于1物体称灰体；发射率随波长