基于莫尔条纹的玻璃缺陷检测技术的实验研究
基于莫尔条纹的玻璃缺陷检测技术的实验研究
喻宾扬，王召巴，金永
（中北大学 信息通信学院 太原 030051）
摘要：本文分析了莫尔条纹的形成原理，并对基于莫尔条纹的玻璃缺陷检测方法进行了研究设计，同时根据设计的实验装置，通过CCD摄像机进行了实际图像采集及其分析，为基于莫尔条纹的玻璃缺陷的在线检测研究提供了实验基础。最后本文还对莫尔条纹的应用进行了一定的展望。
关键词：光栅 莫尔条纹 玻璃缺陷 CCD摄像机
Abstract: The paper analyzes the principle of moiré fringe, and researches
the glass defect detection methods which based on moiré fringe. The author
used a CCD camera to acquire image, then analyses the image. It makes an
experimental foundation for on-line detect of defects based on glass moiré
fringes. This paper also provides certain prospect for moiré fringe
applications.
Keywords：grating moiré fringes defects of glass CCD camera1 引言
随着玻璃业的不断发展，需求量的不断增加，对其产品的质量要求也是越来越高，此时玻璃质量检测起到了非常重要的作用。传统的玻璃检测的方式是直接通过CCD摄像机获取图像，然后通过对图像的分析处理达到检测的目的，另一种是通过激光检测，它是获取玻璃表面与玻璃透射的激光来信号与原信号的关系来检测玻璃缺陷。虽然直接用CCD相机检测的可视效果不错，但精度有限，激光检测设备却在安装上要求严格。为此，提出了一种基于莫尔条纹的玻璃缺陷检测的方法。
2 莫尔条纹
在我们生活中常常见到莫尔现象，当薄的两层丝绸叠加在一起并作相对运动时，形成一种漂动的水波型花样，这就是莫尔条纹（亦称为云纹）。1874年英国物理学家瑞利首次将莫尔图案作为一种计测手段，从而开创了莫尔测试技术。在莫尔测试技术中[1][2][3]，通常利用两块光栅或者光栅的两个像的叠加产生莫尔条纹，如图1所示，以获得各种被测量的信息。
莫尔条纹形成原理[4][5]：我们用两块光栅相叠合说明莫尔条纹的形成，光栅的特性可用它的透射系数或者透射频率表征。设两块光栅在x轴方向的周期分别为d1和d2，
如图2所示。设其空间频率为11/1d和图1 莫尔条纹 X
X
图2 光 栅 d 22/1d，其透射率分别为：
111122221cos21cos2 1cos21cos21cos2 1cos2xFxdmxFxdm
式中1m和2m是光栅的线条序数，并有xm11，xm22。设用强度为0的平面波连续通过两块光栅，则透射强度为：
012012120121212 [1cos2cos2 cos2cos2] [1cos2cos211cos2()+cos2(22 )]FFxxxxxxx
或者写成：
0121212[1cos2cos211 cos2()cos2()]22mmmmmm式中第一项是平均光强度；第二、三两项是原来的光栅周期结构；第四项为和频项，其空间频率为两光栅空间频率之和，条纹变密；第五项为差频项，其空间频率为两光栅的空间频率之差，条纹变疏。
莫尔条纹原理将作为基于莫尔条纹玻璃缺陷检测研究的基础。
3 检测原理
莫尔条纹玻璃缺陷检测原理是基于光的干涉，当相对放置之的两片光栅相对移动或者弯曲时，就可以看见明显的干涉条纹，即莫尔条纹。原理如图3所示，将一个带有光栅的光源放置在被检测玻璃的下方，其中光栅G1的栅距较大，光栅G2的栅距较小。G1通过玻璃经过透镜成像在光栅G2上面，形成莫尔条纹。当有缺陷的玻璃移动时，由
干涉产生的莫尔条纹也随之发生变化，因为
干涉方法具有很高的灵敏度，即使在光学畸变很弱的情况下，根据CCD摄像机采集到的莫尔条纹也能够检测并计算出玻璃缺陷的光畸变形状和强度。
如图4所示，当光线通过光栅再穿过玻璃时，由于其中的缺陷及缺陷周围玻璃密度的分布不均匀，光线穿到这些区域的时候，一部分光被遮挡住，而另一部分则以各种形式发生散射，此时在玻璃的另一端将很明显的看到变形的光栅，整个缺陷部分（包括周围的不均匀部分，如图中A、B部分）都能通过CCD摄像机得到其相关信息。但对于直接用CCD摄像机拍摄，它却无法获取玻璃不均匀部分A、B的信息。
4 实验研究及对比
为了更好的验证莫尔条纹检测技术的优越性，实验的时候我们用CCD相机分别获取了不同玻璃缺陷的图片进行研究（其中包含了直接通过CCD摄像机拍摄到的玻璃缺陷图）。 光栅 玻璃
缺陷 变形区域
图4 光线通过缺陷示意图 A B 光源 光栅
G1 玻璃 凸透镜 光
栅
G2
CCD
相机
图3 检测原理图 （1）气泡
(a)直接拍摄的气泡
(b)通过莫尔条纹拍摄的气泡
图5 气 泡
如图5所示，这是同一个气泡在不同的条件下获取的气泡缺陷。图5(b)中的气泡不但保持了图5(a)中的特点，在周围还有相对明显的光学变化，这样使得在分析通过莫尔条纹获取的气泡缺陷时具有更多的信息。
（2）结石
(a)直接拍摄的结石
(b)通过莫尔条纹拍摄的结石
图6 结 石
通过图6，我们能够明显看出通过光栅拍摄到的图像不但带有更多的信息，而且图6(b)中产生的变形区域比图6(a)中的大很多，这样不但能够更好的判断出结石缺陷而且还能更好的对其进行分析处理。
（3）夹杂物
(a)直接拍摄的夹杂物
(b)通过莫尔条纹拍摄的夹杂物
图7 夹杂物 如图7所示的夹杂物，由于它在处在玻璃的中层，在加上缺陷本身也比较薄，因而光线在其周围具有较强的穿透力，因而通过CCD摄像机得到的夹杂物图像较为模糊，图7(a)所示。由于穿过光栅的光源没有直接拍摄时那么的强，通过莫尔条纹得到的夹杂物图像不但比图7(a)清晰，而且由于周围的不均匀玻璃成分，而具有更多可供分析的信息。
因而通过实验，我们可以看出基于莫尔条纹玻璃缺陷检测法的优势所在。
5 实验分析
通常的CCD摄像机给出了由于气泡、结石等缺陷引起的光强变化。但是任何玻璃上的污渍也会给出错误的信号，使其不易与真正的缺陷区别开来。莫尔条纹的计算给出了点缺陷周围的屈光值，而且精确度比其它方法高的多。而且污渍不会对干涉条纹产生任何影响，正是由于这一点使得莫尔条纹检测具有更高的可靠性。
在激光检测设备上，运用激光扫描仪和最新的激光振荡发光二极管光源技术来计算屈光值的，防止误检的产生。但是在玻璃板带横向上的探测精度却远远不够，其主要原因是：由于点缺陷引起的激光束偏移不是1um，而必须是100以上才会在其放大器输出上有信号，采用振荡发光二极管光源的摄像系统在光强上具有很高的电分辨率，但受到发光二极管尺寸的限制，而不能在缺陷很小及玻璃很厚的时候精确的给出可信的屈光数据[6]。
通过实验研究，如果光栅的位置不变，在光栅中间放一个可使光线发生偏转的玻璃，干涉条纹的变化与透射光线的偏转有直接的联系，由此可以计算出玻璃每点的屈光值，这种测量屈光值的方法具有很高的精度。
6 莫尔条纹应用现状和发展前景
近几年莫尔条纹的应用研究取得了进展，从宏观到微观，从常温到高低温，从静态到动态等都有着应用和研究的例子，如在高温高压下等恶劣环境下物体形变的测量、微电子封装组件的热变形研究、在新材料微观力学实验研究中的应用，在现场测试中的应用。因而将莫尔条纹作为一种检测和研究方法有着深远的意义。
参考文献
[1]杨淑连．虚拟莫尔条纹技术测量浮法玻璃斑马角．应用激光．2005，第25卷第6期
[2]于美文．光学全息及信息处理．国防工业
出版社．1984
[3]卿新林．云纹干涉法的理论与应用研究评述．力学与实践．1997，第6期第19卷
[4]赵建林．光学．高等教育出版社．2005
[5]张善锺．计量光栅技术．机械工业出版社．1985
[6]王丽萍，蓝天，王少丰．玻璃缺陷在线自动检测设备性能及实践．玻璃．2003．第5期第170期
莫尔条纹现象与应用(一)
莫尔条纹现象与应用(一)
莫尔条纹现象与应用
什么是莫尔条纹现象
• 莫尔条纹现象是一种光学现象，指的是两个平行条纹之间出现一系列增强和减弱的条纹。它是由物体表面的微弱干涉所引起的。莫尔条纹现象可以用来测量物体的曲率、表面粗糙度等性质。
莫尔条纹现象的应用
1. 表面缺陷检测
• 莫尔条纹现象可以用来检测物体表面的缺陷，例如裂纹、磨损、划痕等。通过观察莫尔条纹的变化，可以判断出表面的不平整程度，进而评估物体的质量。
2. 光学测量
• 莫尔条纹现象被广泛应用于光学测量领域。例如在相机镜头的校正和调试过程中，可以利用莫尔条纹来检测镜头的变形和畸变情况。 3. 材料参数测量
• 莫尔条纹现象可以用来测量材料的参数，例如材料的折射率、膜厚等。通过观察莫尔条纹的形态变化，可以反推出材料的物理性质。
4. 薄膜涂层测量
• 莫尔条纹现象在薄膜涂层领域有重要应用。通过观察莫尔条纹的颜色变化和条纹密度，可以判断薄膜涂层的厚度和折射率等参数。
5. 纳米结构研究
• 在纳米科技领域，莫尔条纹现象被应用于研究纳米结构的形态和性质。通过观察莫尔条纹的变化，可以了解纳米材料的生长方式、晶格等信息。
结论
• 莫尔条纹现象是一种重要的光学现象，它在表面缺陷检测、光学测量、材料参数测量、薄膜涂层测量和纳米结构研究等领域都有广泛的应用。通过利用莫尔条纹现象，我们可以更好地理解和利用光学效应，推动科学技术的发展。
莫尔条纹的光学原理
莫尔条纹的光学原理
莫尔条纹是一种在光学实验中观察到的干涉现象，它的光学原理与光的波动性以及光的干涉有关。下面将详细介绍莫尔条纹的光学原理。
光的波动性是理解莫尔条纹的基础。根据光的波动性，光可以被视为电磁波，它具有一定的频率和波长。当光通过介质界面时，会发生反射和折射，并且光的波长会在介质中发生改变。莫尔条纹实验通常在一个反射光源下进行观察，其中的主要元件有一平行板和观察屏。
在莫尔条纹实验中，一束入射光从光源（如激光器）射向一个透明的平行板，平行板的表面可以看作是两个平行的玻璃面，它们之间有一个微小的空气间隙。当光线垂直入射到平行板上时，根据斯涅耳定律，部分光线将会被反射，另一部分光线则穿过平行板继续向前传播，同时发生折射。
光线在平行板内部传播时，由于光的波长会在介质中发生改变，因此不同路径上的光会有不同的光程。光程差是产生莫尔条纹的重要因素。当两束光线经过平行板传播后，在观察屏上会形成明暗相间的条纹，这就是莫尔条纹。
因为光程差的存在，两束光线在观察屏上会产生相位差。当相位差为整数倍的波长时，两束光线会相干叠加形成明条纹；而当相位差为半波长时，两束光线会相消干涉形成暗条纹。这种明暗相间的条纹就是莫尔条纹。
具体来说，对于从平行板上的两个不同点出射的光线，光程差可以表示为：ΔL = 2n*dsinθ，其中n是平行板的折射率，d是平行板的厚度，θ是入射角。当光程差满足ΔL = mλ时，其中m是任意整数，λ是光的波长，两束光线在观察屏上会叠加相干增强形成明条纹；而当光程差满足ΔL = (m+0.5)λ时，两束光线在观察屏上会叠加相消干涉形成暗条纹。 莫尔条纹实验的观察屏上会出现一系列的明暗相间的直线条纹。这是由于平行板内不同位置处的光程差不同，所以不同位置处会有不同的相位差，从而在观察屏上形成明暗相间的条纹。
莫尔条纹是一种非常重要的干涉现象，它不仅被广泛应用于实验室的光学实验中，还在一些实际应用中得到利用，例如在显微镜、望远镜、天文学观测中都有应用。莫尔条纹的光学原理的理解，可以帮助我们更好地理解光的干涉现象，以及光在介质中的传播规律。
基于偏振成像的玻璃表面缺陷检测
基于偏振成像的玻璃表面缺陷检测
郑钰钰;王艳红;武京治
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2024(44)1
【摘 要】针对生物载玻片表面划痕缺陷检测的问题,提出了一种采用偏振成像的检测方法。构建基于偏振相机的成像光学系统,获取玻璃表面图像,采用中值滤波和图像增强进行图像去噪和增强,采用合适图像分割算法对其中缺陷特征进行分割处理,识别缺陷。实验研究了不同偏振角度对缺陷检测效果的影响,并与非偏振光成像检测进行了对比分析。结果表明,与传统非偏振成像相比,采用偏振光成像检测,有效地避免了局部过曝光现象,获得低对比度划痕缺陷特征,识别同背景下传统成像无法检测的表面划痕,提高检测效率和准确度。该方法也可推广到玻璃表面划痕缺陷的视觉检测中。
【总页数】5页(P129-132)
【作 者】郑钰钰;王艳红;武京治
【作者单位】中北大学仪器与电子学院
【正文语种】中 文
【中图分类】TD752
【相关文献】
1.基于主动偏振光的潜指纹偏振成像检测方法研究2.基于稀疏成像与机器视觉的金属材料次表面缺陷检测方法3.基于无人机成像的烟囱表面缺陷检测技术研究4.基于YOLO v5的带涂层钢结构亚表面缺陷脉冲涡流热成像智能检测5.基于全景成像的斜拉桥拉索表面缺陷检测研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
莫尔条纹
哈尔滨工业大学电子科学与技术
1
干涉莫尔条纹原理
一． 实验原理
莫尔条纹概述
莫尔条纹 是18世纪法国研究人员莫尔先生首先发现的一种光学现象。从技术角度上讲，莫尔条纹是两条线或两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉结果，当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能看到干涉的花纹，这种光学现象就是莫尔条纹。
避免莫尔条纹
用数学计算来预测和分析莫尔条纹是可能的，而且计算结果也只是理论上的莫尔条纹，实际对丝网印刷造成影响的莫尔条纹则是对印刷结果有危害的可视莫尔条纹，莫尔条纹防护系统给丝印工作者提供了一个简便的视觉控制工具，使用这个工具会在复制工艺的任何步骤上避免莫尔条纹的产生。
如果把两块光栅距相等的光栅平行安装，并且使光栅刻痕相对保持一个较小的夹角θ时，透过光栅组可以看到一组明暗相间的条纹，即为莫尔条纹。莫尔条纹的宽度B为：
B=P/sinθ 其中P为光栅距。 哈尔滨工业大学电子科学与技术
2
光栅刻痕重合部分形成条纹暗带，非重合部分光线透过则形成条纹亮带。光栅莫尔条纹的两个主要特征是
(1)判向作用：当指示光栅相对于固定不动的主光栅左右移动时，莫尔条纹将沿着近于栅线的方向上下移动，由此可以确定光栅移动的方向。
(2)位移放大作用：当指示光栅沿着与光栅刻线垂直方向移动一个光栅距D时，莫尔条纹移动一个条纹间距B，当两个等距光栅之间的夹角θ较小时，指示光栅移动一个光栅距D，莫尔条纹就移动KD的距离。K=B/D≈1/θ。B=D/2sinθ/2≈d/θ，这样就可以把肉眼看不见的栅距位移变成清晰可见的条纹位移，实现高灵敏的位移测量。
二．实验仪器
光栅组、移动平台
三．实验步骤
1、安装好主光栅与指示光栅，使两光栅保持平行，光栅间间隙要尽哈尔滨工业大学电子科学与技术
3
量小，微调主光栅角度，使莫尔条纹清晰可见。
2、旋动移动平台螺旋测微仪，向前或向后，观察莫尔条纹上下移动与指示光栅位移方向的关系。
莫尔条纹原理及应用文库
莫尔条纹原理及应用文库
莫尔条纹原理是指当两个光波在相遇时，由于波的干涉现象产生了一系列彩色条纹的现象。这种现象可以通过一种叫做莫尔条纹的仪器来观察和分析。莫尔条纹原理是基于光波的干涉现象，即两个光波在相遇时会产生干涉条纹。当两个光波相位差相等时，即波峰与波谷完全重合，产生条纹位置最亮；当两个光波相位差为1/2波长时，即波峰与波谷完全相差波长的一半，此时产生条纹位置最暗。所有的主条纹是等宽度分布的，且主条纹越靠近干涉中心，对比度越高，条纹越密集。
莫尔条纹广泛应用于光学实验和工程领域。首先，莫尔条纹可以用来检测和测量表面的平整度和形状。通过观察条纹的形状和密度变化，可以判断表面是否平整，是否存在凹凸不平的缺陷。这在工业制造中特别重要，如机械零件的加工和装配过程中，可以通过莫尔条纹来判断零件是否符合要求。
其次，莫尔条纹还可以用来检测光学元件的表面质量和透明度。通过观察莫尔条纹在透明薄片或光学元件上的变化，可以判断材料的均匀性和透明度。这对于光学设计和光学器件制造是非常重要的，可以帮助提高光学元件的质量和性能。
另外，莫尔条纹还可以应用于光学显微镜和光学显微摄影中。在显微镜观察中，通过调节干涉仪的参数，可以得到清晰的条纹图像，进而观察微小细节。而在光学显微摄影中，通过使用莫尔条纹仪器，可以增加图像的对比度和清晰度，从而得到更好的显微摄影效果。
此外，莫尔条纹还可以应用于材料的应力分析。当材料受到外力作用时，会产生应力分布的变化。通过观察莫尔条纹的变化，可以间接地得到材料的应力分布情况。这对于材料研究和结构设计是非常重要的，可以帮助优化材料的结构和性能。
总之，莫尔条纹原理是基于光波干涉现象的一种现象，通过观察和分析干涉条纹可以得到很多有用的信息。莫尔条纹在光学实验和工程领域有着广泛的应用，能够帮助优化光学元件的质量和性能，提高制造过程的效率和精度，同时也能用于材料的应力分析和结构设计等领域。
莫尔条纹测量杨氏模量实验研究
莫尔条纹测量杨氏模量实验研究
孙丽丽;房鑫盛;张家祯;隗群梅
【摘 要】Based on the linear relationship about the moving distance
between the moiréfringe and the grating, the measuring experiment of
mental wire’s Young’s modulus has been designed and implemented by
using homemade Moiréfringe experimental apparatus.The experiment has
been proved that it can use the simple measuring principle,convenient
instruments and can obtain reliable measurement results.It has a certain
guiding role to new method of Young’s modulus measurement research.%根据莫尔条纹移动距离与光栅移动距离之间的线性关系，利用自制的莫尔条纹实验装置，设计并实现了金属丝杨氏模量的测量实验，介绍了实验原理和方法，并进行了测量。该实验的测量原理简单、仪器制作方便、测量结果可靠。对杨氏模量测量的新方法研究有一定的指导作用。
【期刊名称】《实验技术与管理》
【年(卷),期】2016(033)010
【总页数】4页(P68-70,75)
【关键词】杨氏弹性模量;莫尔条纹;光栅
【作 者】孙丽丽;房鑫盛;张家祯;隗群梅
【作者单位】中国石油大学 华东 理学院，山东 青岛 266580;中国石油大学 华东
理学院，山东 青岛 266580;中国石油大学 华东 理学院，山东 青岛 266580;中国石油大学 华东 理学院，山东 青岛 266580 【正文语种】中 文
一种平板玻璃缺陷在线检测系统的研究
第３１卷第１期 ２０１０年１月 应用光学 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ Ｖｏ１．３１ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１０
文章编号：１００２—２Ｏ８２（２Ｏ１Ｏ）Ｏｌ一００９５—０５
一种平板玻璃缺陷在线检测系统的研究
王 飞，崔凤奎，刘建亭，张丰收
（河南科技大学机电工程学院，河南洛阳４７１００３）
摘要：根据光干涉的原理和视觉检测方法，研究开发了基于机器视觉的玻璃缺陷检测系统。针
对实际的目标图像，通过对其进行图像获取、图像预处理、图像分割、特征提取和区域参数计算
研究，从而获得玻璃表面锡点、气泡、玻筋等缺陷图像的识别信息。实验表明，该算法简单，速 度快，系统抗干扰能力强。系统处理周期最大不超过４００ ｍｓ，能检测出最小０．３ ｍｍ的缺陷。
关键词：机器视觉；玻璃缺陷；图像处理 中图分类号：ＴＮ２０９；ＴＰ２４２．６ 文献标志码：Ａ
Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｆｏｒ ｏｎ—ｌｉｎｅ ｄｅｆｅｃｔ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌａｔ ｇｌａｓｓ
ＷＡＮＧ Ｆｅｉ，ＣＵＩ Ｆｅｎｇ—ｋｕｉ，ＬＩＵ Ｊｉａｎ—ｔｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｆｅｎｇ—ｓｈｏｕ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｖｉｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ａ ｍａｃｈｉｎｅ ｖｉｓｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｇｌａｓｓ ｄｅｆｅｃｔ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｉｍａｇｅ ｗａｓ ａｃｑｕｉｒｅｄ，
ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ａｎｄ ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ．Ｉｔｓ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ａｎｄ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｅｒｅ
莫尔效应实验误差分析
莫尔效应实验误差分析
【误差分析】
1.莫尔效应简介
莫尔效应（moiré effect）是当注视一组线或点与另一组线或点的叠层时的一种视觉效果，这两组点或线在相对大小，角落或间距上不同。莫尔效应是几个世纪以前法国丝绸工人发现给的奇怪的现象—两块叠合在一起的薄绸子在光线的照射下会产生绚丽的花纹。在日常生活中，莫尔效应可以在通过平常的纱窗看另一个纱窗或背景时被观察到。莫尔条纹的产生实际是是光的衍射和干涉的总效果。
2.莫尔条纹产生的前提
光栅是在一块长条型（圆形）光学玻璃（或金属）上均匀刻上许多宽度相等、间隔相同的高精度线纹，仅在1 mm的间隔内刻出50～200条线纹，而刻线精度可以达到在一米长度上仅有±3～5 um的刻线误差，这种具有精密刻线的尺叫做光栅。光栅是可以形成透光与不透光相间排列的光电器件。光栅分为长光栅和圆光栅两种。
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。
光
源光
学
系
统统
被
测
对
象光
学
变
换变
换
电
路光
电
传
感电
信
号
处
理存储
显示
控制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，
光学材料
缘自动检测算法获得图像的像元级边界,在此基础上应用
多项式插值算法对图像边缘位置进行亚像元细分,最终计
算出失准角。系统仿真和实验表明,所设计的片上系统具有高精度、高集成度、高可靠性的特点。图7参6(杨妹清)
光学材料
光学玻璃
TQ171.1122007032829OH-对Tm3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃上转换发光的影响=
EffectofOH-onupconversionluminescenceofTm3+/
Yb3+codopedtellurateglasses[刊,中]/徐时清(中国计量
学院信息工程学院光电材料与器件研究所.浙江,杭州
(310018)),马红萍//光电工程.―2006,33(12).―
119122
研究了Tm3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃的Raman光谱、
红外光谱和上转换发光光谱,分析了OH-对Tm3+上转换
发光的影响。结果表明,在一定程度上,OH-对Tm3+上
转换发光的影响大于声子能量对Tm3+上转换发光的影
响。研究结果有助于进一步提高Tm3+的发光效率。图5
参6(严寒)
TQ171.652007032830莫尔条纹法测量浮法玻璃斑马角=Measurementofzebra
angleoffloatglasswithMoirefringemethod[刊,中]/杨淑
连(山东理工大学电气与电子工程学院.山东,淄博
(255049))//激光技术.―2006,30(6).―611613
为了测量浮法玻璃的斑马角,采用了莫尔条纹的测量
方法,该法能够分辨玻璃转动0.2所引起的变形,且斑马
角的平均偏差为0.87%。实验结果表明,该法优于传统的
浮法玻璃斑马角测量法。图5表1参10(于晓光)
TQ171.718!O433.52007032831
石英玻璃微球吸收光谱上的结构共振=Structuralreso
nancesinabsorptionspectrumofquartzmicrosphere[刊,
中]/张磊(厦门大学物理系.福建,厦门(361005)),林国平