1光电检测系统的基本工作原理

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4.1 光电检测

4.1 光电检测

MA
2
B MB 8 7
S
半透半反膜 2 G1
1
A
M
M2 M1 G2 1 2 1 E M1
3
4
5
6
1激光器,2干涉仪,3光电倍增管,4计数器,5打印机 (或显示器),6光电显微镜,7待测物体,8可移动平台
L=v t=vkN=KN
k是时间当量(代表单位高频脉冲所代表的时间),K是长 度当量(代表单位高频脉冲所代表的长度)。
2.相位法测距 带有测距功能的望远镜是发射一束调制的脉冲激光,再接 收来自于被测物体的发射光。发射信号和接收信号的相位差反 映了被测物的距离。 问题:测量光波相位差的方法? RS触发器
图4.1.1-10 频率法测速原理框图
§4.1.2 几何量检测
一、光电测距
1.脉冲激光测距 脉冲激光测距利用了激光的发散角小,能量空间相对集
中的优点。同时还利用了激光脉冲持续时间极短,能量在时 间上相对集中的特点。因此瞬时功率很大,一般可达兆瓦级。 由于上述两点,脉冲激光测距在有反射器的情况下(见图 4.1.2-1,在2处装有反射器),可以达到极远的测程;进行 近距离(几公里)测量时,不必使用反射器,利用被测目标 对脉冲激光的反射取得反射信号,也可以进行测距。
美国bushwell 单目军用 范围:1000m 分辨力:1m
德国俫卡手持式: 范围:0.2 ~ 200m 分辨力:0.2mm
32
图4.1.2-5 用“光尺”测量距离
如果设光波从A到B点的传播过程中相位变化(又称为相位 移)为φ,则由图4.1.2-5看出,φ可由2π的倍数来表示:
φ=M·2π +Δφ=(M +Δm)2π
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光电追踪系统的设计原理和实践

光电追踪系统的设计原理和实践

光电追踪系统的设计原理和实践光电追踪系统的设计原理和实践光电追踪系统是一种基于光电传感器和追踪算法的系统,可以实时监测和跟踪目标物体的运动轨迹。

它在许多领域有着广泛的应用,如自动驾驶、机器人导航和安防监控等。

本文将介绍光电追踪系统的设计原理和实践。

光电追踪系统的设计原理主要包括硬件和软件两个方面。

在硬件方面,系统使用光电传感器来接收光信号,并将其转换为电信号。

光电传感器通常采用光敏电阻、光电二极管或光电三极管等。

通过合理的电路设计和信号放大,可以提高光电传感器的灵敏度和抗干扰能力。

在软件方面,光电追踪系统需要进行目标的检测、识别和跟踪。

目标检测是指在图像或视频中找到目标物体的位置和大小。

常用的目标检测算法有Haar特征检测、HOG特征检测和深度学习等。

一旦目标被检测到,系统会使用跟踪算法来实时跟踪目标的位置和运动轨迹。

常见的跟踪算法有卡尔曼滤波、粒子滤波和相关滤波等。

这些算法可以根据目标的运动特征和环境条件,实现快速准确的目标跟踪。

在实践中,光电追踪系统的应用非常广泛。

例如,在自动驾驶中,光电追踪系统可以实时跟踪周围车辆和行人的位置和速度,从而实现自动驾驶车辆的安全行驶。

在机器人导航中,光电追踪系统可以帮助机器人识别和跟踪目标位置,实现自主导航和定位。

在安防监控中,光电追踪系统可以实时监测和跟踪可疑人员或物体的移动轨迹,提高安全性和保护效果。

然而,光电追踪系统也面临一些挑战和限制。

首先,光电传感器的灵敏度和分辨率会影响系统的跟踪精度和速度。

其次,环境因素如光照、背景干扰和目标遮挡等,也会对系统的性能产生影响。

此外,系统的实时性和算法的复杂度也是需要考虑的因素。

总结来说,光电追踪系统是一种基于光电传感器和追踪算法的系统,可以实现目标的实时监测和跟踪。

通过合理的设计原理和实践,光电追踪系统在许多领域有着广泛的应用。

然而,系统还面临一些挑战和限制,需要进一步研究和改进。

希望随着技术的发展和创新,光电追踪系统能够在更多的领域发挥其重要作用。

有机光电探测器原理

有机光电探测器原理

有机光电探测器原理引言:随着科技的不断进步,光电探测器作为一种重要的光电转换器件,已经广泛应用于光通信、光谱分析、光电子学等领域。

有机光电探测器作为新型的光电转换器件,具有结构简单、制备成本低、柔性可塑性强等优点,正逐渐受到研究者的关注。

本文将介绍有机光电探测器的原理及其应用。

一、有机光电探测器的原理有机光电探测器是利用有机半导体材料的光电效应实现光电转换的器件。

其基本工作原理是通过吸收光子能量,将光子能量转化为电子能量,从而产生电流信号。

下面将从光吸收、载流子生成和载流子收集三个方面具体介绍有机光电探测器的工作原理。

1. 光吸收有机光电探测器的关键部分是有机半导体材料,这种材料能够吸收可见光和红外光的能量。

当光照射到有机半导体材料上时,光子能量将被吸收并转化为激发态的能量。

这种能量转移过程是通过共轭体系中的π-π*跃迁实现的。

有机半导体材料的吸收光谱范围可以根据其分子结构进行调节,因此有机光电探测器可以用于不同波段的光信号探测。

2. 载流子生成在有机光电探测器中,光吸收后的激发态能量会引起共轭体系中的电子跃迁,从而在材料中产生载流子。

一般来说,有机光电探测器中的载流子主要包括电子和空穴。

在有机半导体材料中,电子和空穴通过激子或极化子的形式存在。

激子是一对电子和空穴在共轭体系中的结合态,具有较长的寿命;而极化子是电子和空穴在共轭体系中的解离态,具有较短的寿命。

有机光电探测器中的载流子生成主要是通过激子的形式实现的。

3. 载流子收集有机光电探测器中的载流子生成后,需要将其有效地收集起来,从而产生电流信号。

为了实现载流子的收集,通常需要在有机半导体材料中添加电极,形成电场。

当电场存在时,载流子将被电场加速,并在电极上产生电流。

有机光电探测器的电极可以是金属电极、导电聚合物电极等。

通过优化电极材料和结构设计,可以提高载流子的收集效率,从而提高光电探测器的灵敏度和响应速度。

二、有机光电探测器的应用有机光电探测器由于其独特的结构和性能,已经在多个领域得到广泛应用。

光电检测技术论文

光电检测技术论文

光电检测技术的特点、应用现状及发展前景【摘要】光电检测技术是光电信息技术的主要技术之一,是利用光电传感器实现各类检测,即将被测量转换成光通量,再将光通量转换成电量。

随着现代科学技术以及复杂自动控制系统和信息处理技术的提高,它以测量精度高、速度快、非接触、频宽与信息容量极大、信息效率极高及自动化程度高等突出特点发展十分迅速,应用现状非常好,并且有着很好的发展前景。

【关键词】光电检测,光电传感器,特点,应用现状,发展前景引言:随着现代科学技术以及复杂自动控制系统和信息处理与技术的提高,光电检测技术作为一门研究光与物质相互作用发展起来的新兴学科,已成为现代信息科学的一个极为重要的组成部分。

光电检测技术具有测量精度高、速度快、非接触、频宽与信息容量极大、信息效率极高、以及自动化程度高等突出特点,令其发展十分迅速,并推动着信息科学技术的发展。

它将光学技术与现代电子技术相结合,广泛应用于工业、农业、家庭、医学、军事和空间科学技术等领域。

本文从光电检测技术本身特点出发,简述它在工业、资源、环境测温等领域的应用现状及其发展前景。

1,光电检测技术1.1光电检测技术的原理光电检测系统的工作原理图如下图所示:光电检测系统原理图1.2光电检测技术的特点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检测,具有如下特点:①高精度。

光电检测的精度是各种检测技术中精度最高的一种,如用激光干涉法检测长度的精度可达0.05um/m;光栅莫尔条纹法测角可达0.04";用激光测距法测量地球与月球之间距离的分辨率可达1m。

②高速度。

光电检测以光为媒介,而光是各种物质中传播速度最快的,无疑用光学的方法获取和传递信息是最快的。

③远距离、大量程。

光是最便于远距离传播的介质,尤其适用于遥控和遥测,如武器制导、光电跟踪、电视遥测等。

④非接触检测。

光照到被测物体上可以认为是没有测量力的,因此也无摩擦,可以实现动态测量,是各种检测方法中效率最高的一种。

自供电光电探测器原理

自供电光电探测器原理

自供电光电探测器原理(一)光电探测器它的主要作用是利用光电效应把光信号转变为电信号。

在光通信系统中,对光电探测器的要求是灵敏度高、响应快、噪声小、成本低和可靠性高。

光电检测过程的基本原理是光吸收。

目前,在光通信系统中常用的光电检测器是PIN 光电二极管和雪崩二极管( APD )。

两种探测器的性能比较:由于相同性能的PIN 与APD 相比, PIN 的价格要低廉,而且PIN 的噪声要低。

(二)光学接收系统:在接收端,接收天线的作用是将空间传播的光场收集并汇聚到探测器表面。

(三)信号处理空间光通信系统中,光接收机接收到的信号是十分微弱的,又加之在高背景噪声场的干扰情况下,会导致接收端信噪比S / N <1。

所以对信号的处理是十分必要的。

通常采取的措施有:一是在光学信道上,采用光窄带滤波器对所接收光信号进行处理,以抑制背景杂散光的千扰。

光学滤波器的基本类型有吸收滤光器、干涉滤光器、双折射滤光器和新型的原子共振滤光器等。

二是在电信道上,采用前置放大器将光电探测器产生的微弱的光生电流信号转化为电压信号,再通过主放大器对信号进行进一步放大。

然后采用均衡和滤波等方法对信号进行整形和处理,最后通过时钟提取、判决电路及解码电路,恢复出发送端的信息。

光发射机发射的光信号,在光纤中传输时,不仅幅度被衰减而且脉冲的波形被展宽。

光接收机的作用是探测经过传输的微弱光信号,并放大、再生成原发射的光信号。

光电探测器和场效应晶体管的原理光电探测器的工作原理是基于光电效应,热探测器基于材料吸收了光辐射能量后温度升高,从而改变了它的电学性能,它区别于光子探测器的最大特点是对光辐射的波长无选择性。

光电子发射器件:光电管与光电倍增管是典型的光电子发射型(外光电效应)探测器件。

其主要特点是灵敏度高,稳定性好,响应速度快和噪声小,是一种电流放大器件。

尤其是光电倍增管具有很高的电流增益,特别适于探测微弱光信号;但它结构复杂,工作电压高,体积较大。

光电跟踪系统原理

光电跟踪系统原理

光电跟踪系统原理
光电跟踪系统是一种通过光电传感器来跟踪目标位置的技术。

其原理是利用光电传感器对目标位置的光信号进行检测和处理,实现目标跟踪和定位。

光电跟踪系统一般包含以下几个关键组件:
1. 光源:通常使用红外光源或激光光源,用于照射目标并产生反射光。

2. 光电传感器:主要包括光敏元件和光电转换电路。

光敏元件可以是光电二极管、光敏三极管、光电二级管等,用于将光信号转化为电信号;光电转换电路用于对电信号进行放大和处理。

3. 处理器:负责接收、处理光电传感器输出的电信号,进行信号滤波、放大、采样等操作。

通常使用微处理器或数字信号处理器(DSP)。

4. 控制系统:用于根据处理器输出的信号控制跟踪系统的动作,例如控制云台进行俯仰和水平方向上的转动。

光电跟踪系统工作原理如下:
1. 光源照射目标,目标反射光信号经光电传感器接收。

2. 光敏元件将光信号转化为电信号,并经过光电转换电路进行放大和处理。

3. 处理器接收光电传感器输出的电信号,并进行信号滤波、放大、采样等处理操作。

4. 处理器根据处理后的信号进行目标的跟踪算法运算,获得目标的位置信息。

5. 控制系统根据目标位置信息,控制云台进行相应的俯仰和水平方向上的转动,实现目标的跟踪和定位。

光电跟踪系统具有高精度、高速度、高稳定性等优点,广泛应用于航天、军事、安防等领域。

光电检测器件工作原理及特性

光电检测器件工作原理及特性
环境监测
光电检测器件的应用
02
光电检测器件工作原理
光电转换原理是指光子与物质相互作用,将光能转换为电能的过程。在光电检测器件中,光子通过照射在光敏材料上,激发出电子-空穴对,形成光生电流或电压。
光电转换效率是衡量光电检测器件性能的重要参数,它与光敏材料的性质、光的波长和入射角度等因素有关。
光电转换原理
光电检测器件的光谱响应特性
光电检测器件对不同波长的光具有不同的响应能力,这种响应能力即为光谱响应特性。
总结词
光谱响应特性描述了光电检测器件在不同波长光线下的敏感度。不同类型的光电检测器件具有不同的光谱响应范围,例如硅光电二极管对可见光和近红外光敏感,而硒镉汞光电探测器则对中红外光敏感。了解光谱响应特性对于选择适合特定应用的光电检测器件至关重要。
光电检测器件通常由光敏材料、电极和封装结构组成。光敏材料是实现光电转换的核心部分,电极的作用是收集和传输光生电流或电压,而封装结构则起到保护和支撑器件的作用。
不同类型的光电检测器件可能在结构上有所差异,但它们的基本原理是相似的。
光电检测器件的基本结构
光电检测器件的工作过程通常包括光的吸收、电荷的分离和电流或电压的产生三个步骤。
总结词
光电检测器件在接收光信号时产生的随机波动,即噪声特性。
详细描述
噪声特性是评价光电检测器件性能的重要参数。常见的噪声源包括散粒噪声、热噪声和闪烁噪声等。低噪声光电检测器件能够在弱光信号下提供更高的信噪比,从而提高检测精度和灵敏度。了解和优化光电检测器件的噪声特性对于提高其性能和应用范围具有重要意义。
总结词
影响光电检测器件稳定性的因素包括材料、工艺、封装等。
详细描述
采用高品质的材料和先进的工艺技术可以制造出具有高稳定性的光电检测器件。此外,良好的封装和保护措施也可以提高器件的稳定性,使其在恶劣环境下仍能保持性能参数的稳定。

光电探测器的应用电路原理

光电探测器的应用电路原理

光电探测器的应用电路原理1. 引言光电探测器是一种能够将光信号转换为电信号的器件,广泛应用于光通信、光电测量以及光学成像等领域。

在光电探测器的应用中,合理设计和配置电路是至关重要的。

本文将介绍光电探测器的应用电路原理,以帮助读者更好地理解和应用光电探测器。

2. 光电探测器的基本原理光电探测器是基于光电效应的原理,通过光的照射使其内部产生电荷,从而实现光信号到电信号的转换。

光电探测器的基本原理包括光电效应的发生、电荷的收集和信号放大等过程。

光电探测器的种类较多,包括光电二极管、光电三极管、光电管等,它们的工作原理略有不同,但基本原理相似。

3. 光电探测器的应用电路3.1 光电转换电路光电转换电路是将光电探测器输出的微弱电流或电压信号转换为可用的电压或电流信号。

常见的光电转换电路包括放大电路、滤波电路和比较电路等。

放大电路通过使用放大器将微弱的光电信号放大到足够的幅度,以便进一步处理。

滤波电路通过滤波器去除噪声和杂散信号,提高系统的信噪比。

比较电路可以用来检测光电信号的强弱,实现光电探测器的自动控制。

3.2 光电探测器的驱动电路光电探测器的驱动电路用于为光电探测器提供适当的工作电压和电流。

它通常包括稳压电路和驱动放大器等部分。

稳压电路可以为光电探测器提供稳定的工作电压,防止由于电源波动引起的测量误差。

驱动放大器可以用来放大光电探测器输出信号,以便进一步处理或传输。

3.3 光电探测器的信号处理电路光电探测器输出的信号需要经过信号处理电路进行滤波、放大、采样等操作,以提取有效信号并去除噪声。

信号处理电路常用的组成部分包括滤波器、放大器、模数转换器和数字信号处理器等。

滤波器可以用来滤除不相关的频率成分,提高信号质量。

放大器可以放大信号的幅度,使其能够被后续的电路处理。

模数转换器将模拟信号转换为数字信号,方便数字信号的处理和分析。

3.4 光电探测器的反馈电路光电探测器的反馈电路用于提高光电探测器的性能,包括增加稳定性、降低噪声以及增大动态范围等。

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1光电检测系统的基本工作原理。

光电检测系统是指对待测光学量或由非光学待测物理量转换成的光学量,通过光电变换和电路处理的方法进行检测的系统。

光电检测系统的基本组成及各部份的主要作用。

光电检测系统的组成:三要素:检测对象、光、光电变换。

能否使光束准确地携带所要检测量的信息,是决定所设计系统成败的关键光电检测技术的现代发展1)非接触化发展2)尽可能多的信息量3)集成化,智能化发展光电检测方法 (1).光信息携带的物理量可分为:光强型、频率型、相位型、脉冲型、偏振型、位置型等(2).所用的光学现象分为:衍射法、干涉法、全息法、散射法、光谱法、莫尔条纹法、光扫描法等(3)从检测系统角度分为:直接作用法、差动法(差分法)、补偿法光辐射所带的信息如光强分布、时间、光谱能量分布、温度分布等由光电探测器转变成电信号测量出来2系统误差 在检测过程中产生恒定不变的误差叫恒差或按一定规律变化的误差叫变差,统称为系统误差。

系统误差产生的原因有工具误差、装置误差、方法误差、外界误差和人身误差等随机误差 在尽力消除并改正了一切明显的系统误差之后,对同一待测量进行反复多次的等精度测量,每次测量的结果都不会完全相同,而呈现出无规则的随机变化,这种误差称为随机误差。

灵敏度 系统在稳态下输出量变化引起此变化的输入量变化的比值算术平均值 :均方差或标准误差算术平均值的标准偏差均方差的标准误差σσ最大误差测量精度大误差测值出现的处理主要方法是:(1) 认真检查有无瞬时系统误差产生,及时发现并处理。

(2) 增加检测的次数,以减小大误差测值对检测结果的影响。

(3) 利用令人信服的判据,对检测数据进行判定后,将不合理数据给予剔除辐射度量(Radiometry ):能量的分布的强弱、时间、空间等特性辐射能本身的客观度量,是纯粹的物理量。

光度量 (Photometry) :考虑到人眼的主观感受,包括生理学、心理学在内。

1)辐射能(Q):简称辐能,描述以辐射的形式发射、传输或接收的能量,单位焦耳(J )例:地球表面垂直阳光方向上,每平方米面积上每分钟太阳辐射能48000J 。

(2)辐射密度(w) :定义为单位体积元内的辐射能,即(3)辐射通量或者辐射功率(Φ,P):定义为以辐射的形式发射、传输或接收的功率,用以描述辐能的时间特性。

8416.011==∑=N n n x N x σˆ0025.0)(11ˆ12=--=∑=N n n x x N σ00095.0===N s x σσ00067.02==N σσσx k x σ=∆%100⨯∆=x x J D4)辐射强度(I ):定义为在给定传输方向上的单位立体角内光源发出的辐射通量,即辐射强度描述了光源辐射的方向特性,且对点光源的辐射强度描述具有更重要的意义大多数光源向空间各方向的辐射强度是不均匀的。

辐射强度描述了光源在空间某个方向上发射辐射通量的大小和分布。

5)辐亮度 (L):定义为光源在垂直其辐射传输方向上单位表面积单位立体角内发出的辐射通量,即辐射亮度与辐射强度有何区别 前者描述面光源,后者描述点光源。

6)辐射出射度 (M):定义为离开光源表面单位面元的辐射通量,即辐照度 (E ):定义为单位面元被照射的辐射通量,即 辐照度和辐射出射度具有相同的定义方程和单位,但却分别用来描述微面元发射和接收辐射通量的特性如果一个表面元能反射入射到其表面的全部辐射通量,那么该面元可看作是一个辐射源表面,即其辐射出射度在数值上等于照射辐照度为了描述光源的光通量与辐射通量的关系,通常引入光视效能K,其定义为目视引起刺激的光通量与光源发出的辐射通量之比,单位为lm/W 。

它度量了同样的辐射功率下人眼的不同亮度感觉。

照度和亮度的区别 不要把照度跟亮度的概念混淆起来。

它们是两个完全不同的物理量。

照度表征受照面的明暗程度,照度与光源至被照面的距离的平方成反比。

亮度是表征任何形式的光源或被照射物体表面是面光源时的发光特性。

如果光源与观察者眼睛之间没有光吸收现象存在,那么亮度值与二者间距离无关辐射度学和光度学 区别:1.适用范围 辐射度学适用于整个电磁波谱。

光度学适用于可见光波段。

2.参量性质不同 辐射度学量是客观物理参量。

光度学量生理量,由人眼感觉确定联系:1.都是描述光辐射的强弱。

2.所用物理符号一一对应. 朗伯余弦定律 朗伯体反射或发射辐射的空间分布可表为 按照朗伯辐射体亮度不随角度θ 变化的定义 即 即在理想情况下,朗伯体单位表面积向空间规定方向单位立 体角内发射(或反射)的辐射通量和该方向与表面法线方向的夹角α的余弦成正比——朗伯余弦定律。

2. 朗伯体辐射出射度与辐亮度的关系图2-9,极坐标对应球面上微面元dA 的立体角为:设朗伯微面元dS 亮度为L ,则辐射到dA 上的辐射通量为在半球内发射的总通量P 为按照出射度的定义得2.3 光电检测器件的特性参量(上)利用光电效应,把入射到物体表面的辐射能变换成可测量的电量(下)利用热电效应,反映入射光辐射量dQ w dv =dQdt Φ=2cos cos d dI L d dA dA θθΦ==Ωd M dAΦ=00()()()m e V m e e K V d K K V d λλλλλ∞∞ΦΦ===ΦΦ⎰⎰2cos d P L dAd θ=Ω0cosI I L dA dA θθ==0cos I I θθ=2sin dA d d d r ααϕΩ==⋅2cos sin d P L dsd d αααϕ=2/200cos sin P Lds d d Lds ππϕαααπ==⎰⎰P M L dsπ==光磁电效应与霍尔效应 光磁电效应中在磁场作用下移动的是电子空穴对,而霍尔效应中移动的是自由电子。

2)针对材料不同,一个是半导体材料,一个是导体材料。

3)使用情形也不一样,一个需要光照,一个不需要响应度定义为单位辐射度量产生的电信号量,记作R ,电信号可以是电流,称为电流响应度;也可以是电压,称为电压响应度。

对应不同辐射度量的响应度用下标来表示对辐射通量的电流响应度(AW-1) 对辐照度的电流响应度(AW-1m2) 对辐亮度的电流响应度(AW-1m2Sr) 探测器的响应度一般是波长的函数。

与上面定义的积分响应度对应的光谱响应度为积分响应度和光谱响应度的关系为探测器的辐射通量光谱电流响应度为:对于光电探测器,由于受到材料能带之间的间隙——禁带宽度Eg 的限制,响应波长具有长波限,最大响应波长为 光磁电效Φ=Φ/I R EI R E /=LI R L /=()()()() , () , ()()()()E L I I I R R R E L λλλλλλλλλΦ===Φ()()()()()() , , ()()()E L E L R d R E d R L d I R R R d E d L d λλλλλλλλλλλλλλλλλλλλλΦΦΦ====ΦΦ⎰⎰⎰⎰⎰⎰()()()()()1239.8I q R hc ληλληλλλλΦ===Φmax 1.24/ 1.24/()g g A E E E λ⎧⎪=⎨+⎪⎩内光电效应外光电效应任何虚假的和不需要的信号称为噪声。

噪声总是伴随着测量信号存在测量过程是一个去除噪声、复原真实信号的过程研究噪声的目的:探讨系统探测信息的极限,以及在系统设计中如何抑制噪声以提高探测本领。

噪声的分类及性质 外部干扰噪声:人为干扰噪声的和自然干扰噪声。

人为干扰:电器、电子设备的干扰噪声。

如焦距测量仪在日光灯下,人的走动对干涉仪的光程影响。

自然干扰:大气和宇宙间的干扰,雷电、太阳等。

如光电导盲器在太阳下受的干扰。

可采用适当的屏蔽、滤波等方法减小或者消除。

内部噪声:人为噪声和固有噪声两类。

人为噪声:工频干扰和寄生反馈造成的自激干扰。

如工频交流电(50Hz)、测试仪器的散热风扇引起的光路变化。

合理的设计和调整将其消除或者减小到允许范围。

固有噪声:光电探测器中光子和带电粒子不规则运动造成的。

散粒噪声、热噪声、产生-复合噪声、1/f噪声、 温度噪声,不可消除实际中,满足测量系统工作性能的前提下,尽可能减小频带宽度。

一种方法是利用固定频率对信号进行控制,如锁频技术;另一种是增加信号的积分时间,缩小测量系统的频带。

信号电流与噪声电流的均方根值之比——信噪比,作为表征探测系统探测能力和精度的一个十分重要的指标,记作SNR 。

噪声等效功率是探测器产生与其噪声均方根电压相等的信号所需入射到探测器的辐射功率,即信噪比等于1时所需要的最小输入光信号的功率引入NEP 的倒数探测率D 来表示探测器的探测能力3按照发光机理,光源又可以分成热辐射光源、气体发光光源、固体发光光源和激光器四种。

1)热辐射光源:电流流经导电物体,使之在高温下辐射光能的光源。

包括白炽灯和卤钨灯两种。

2)气体发光光源:电流流经气体或金属蒸气,使之产生气体放电而发光的光源。

气体放电有弧光放电和辉光放电两种。

3)固体发光光源:电场作用下,使固体物质发光的光源,电能直接转变为光能。

包括场致发光光源和发光二极管(LED )两种。

4)激光器:按工作物质分类,可分为气体激光器、固体激光器、燃料激光器和半导体激光器2s N SNR I I =221K N k k I I ==∑2N I NEP SNR ΦΦ==一般的光电检测系统都要求光源特性满足检测需要,光源发光光谱与探测器的光谱响应要匹配光源选的基本要求主要包括哪三个方面1.对光源发光光谱特性的要求2.对光源发光强度的要求3.对光源稳定性的要求人工光源按照其工作原理大致分为热光源、气体放电光源、固体光源和激光光源热光源三大特点1.发光特性(光谱分布、出射度、亮度)可以用普朗克公式估算。

2.发出连续光谱,谱宽很宽,适应性强3. 大多属于电热型,可以通过控制输入电量控制发光特性。

作用:1.一般光电检测的光源(白光干涉)2.光(辐射)度量中做标准光源或标准辐射源,计量标准传递。

激光方向性好、高单色性和高亮度三个重要特性特点:极小的光束发散角激光的单色性好;激光的输出功率密度很高激光器种类繁多,按工作物质分类:固体激光器(如红宝石激光器)气体激光器(如氦-氖气体激光器、二氧化碳激光器)半导体激光器(如砷化镓激光器)液体激光器。

气体激光器氦氖激光器要输出波长有0.6328μm、1.15μm和339μm,氩离子激光器它的输出波长有多个,功率主要集中在0.5145μm和0.4880μm两条谱线二氧化碳激光器输出谱线波长分布在9~11μm,通常10.6μm固体激光器红宝石激光器694.3 nm 玻璃激光器1.06μm波长YAG激光器1064 nm固体激光器运行方式多样:连续,脉冲,调Q,锁模等,可以获得高平均功率,高重复率,高脉冲能量,高峰值功率激光;主要在红外波段工作,采用光学泵浦方式;结构紧凑,寿命较长,稳定可靠;ND:YAG,红宝石,钕玻璃激光器半导体激光器0.84μm激光器除可作为检测光源外.还有着广泛的应用,其它主要用途有:(1)激光用作热源。

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