光电检测技术
什么是光电检测？光电检测技术介绍
什么是光电检测？光电检测技术介绍光电检测是一种物理测量技术，是指通过对物体表面上的光线、电磁波或其他电磁辐射进行检测和分析，获取物体相关的信息、性质或状态的一种检测方法。
光电检测技术具有非破坏性、灵敏度高、响应速度快等特点，广泛应用于国防、医疗、工业、交通以及生物科学研究等领域，具有广阔的应用前景。
光电检测技术主要包括以下几种类型：1. 光谱检测技术光谱检测技术是指通过对物体发出的、经过或反射的光谱进行测量和分析，确定物体成分、物质状态、色彩、温度、湿度等属性的一种检测方法。
常见的光谱检测技术包括紫外光谱、可见光谱、红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱等。
这些技术广泛应用于顶级研究、材料科学、食品安全、药物研发以及环境保护等领域。
2. 光电子技术光电子技术是指将光电转换效应与电子学技术相结合，制造光电子器件，实现对物体光辐射信号的识别，从而获取相关信息、性质或状态的一种检测技术。
光电子技术的主要应用包括光电传感器、光电防御、光电测量等。
其中，光电传感器是一种能够将物理量转换成为光学信号的检测技术，具有反应速度快、灵敏度高、抗干扰性能好等特点，在机器人、智能家居、汽车安全等领域得到广泛应用。
3. 光学成像技术光学成像技术是指利用物体表面反射的光线，经过光学技术的成像处理和分析，获得物体的二维或三维图像和特征信息的一种检测技术。
常见的光学成像技术包括数字摄像、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等。
这些技术广泛应用于医疗诊断、金属材料分析、标志检测、行车记录仪等领域。
4. 光学测量技术光学测量技术是指利用光学技术进行测量和分析，获得物体的尺寸、形态、位移、速度、加速度等相关物理量的一种检测技术。
常见的光学测量技术包括激光干涉测量、光学遥感测量、相位测量、散斑成像测量等。
这些技术广泛应用于机电设备检测、材料工程、建筑施工、航空航天等领域。
光电检测技术已经成为现代科学技术的重要组成部分，能够帮助人们更好地认知世界、研究科学、提高生产效率。
第九章 现代光电检测技术与系统
现代光电检测技术与系统
汇报人：
目录
CONTENTS
01 添加目录标题
02 光电检测技术概述
03 光电检测系统的基 本构成
04 现代光电检测技术 的主要类型
05 现代光电检测系统 的典型应用
06 光电检测技术的挑 战与展望
添加章节标题
光电检测技术概述
光电检测技术的定义和分类
定义：光电检测技术是一种 利用光电效应进行检测的技 术包括光电转换、光电测量、 光电控制等。
观察和控制
电源单元：负 责为整个系统 提供稳定的电 源保证系统正
常工作
现代光电检测技术的主 要类型
光电成像检测技术
原理：利用光 电效应将光信 号转换为电信
号
应用：广泛应 用于医疗、工 业、科研等领
域
特点：高灵敏 度、高分辨率、
高稳定性
发展趋势：智 能化、微型化、
集成化
光纤传感检测技术
光纤传感检测技 术的原理：利用 光纤的传感特性 实现对物理量的 测量
高速化：高速 化的光电检测 技术可以快速 获取目标信息 提高检测速度。
微型化：微型化 的光电检测技术 可以减小设备的 体积和重量便于
携带和使用。
集成化：集成化 的光电检测技术 可以将多个检测 功能集成在一个 设备中提高检测 效率和准确性。
光电检测系统的基本构 成
光源和光路系统
光源：提供 检测所需的 光信号如激 光、LED等
控制系统
控制器：负责 接收和处理传 感器信号控制
执行器动作
传感器：负责 检测被测对象 的物理量如温 度、压力、流
量等
执行器：负责 执行控制器的 指令如调节阀
门、开关等
光电检测技术
掌握了解常用光电检测技术的测量、数据采 集、处理和转换的方法，了解所需的元器件、 仪器和相关的接口技术。
第二节 光电检测技术基础
光的基本性质 辐射与光度学量 半导体基础知识 光电效应
光的基本性质
牛顿——微粒说
– 根据光直线传播现象，对反射和折射做了解释 – 不能解释较为复杂的光现象：干涉、衍射和偏振
操作过程：空气 热敏电阻 电信号 处理 显示
空调机
直接测量：对仪表读数不经任何运算，直接得出被测量的
数值。例如：
– 长度：直尺、游标卡尺、千分尺 – 电压：万用表 – 质量：天平
间接测量：测量几个与被测量相关的物理量，通过
函数关系式计算出被测量。例如：
– 电功率：P = I * V（电流/电压）五、检测技术在航天来自域的应用“阿波罗10”：
火箭部分---2077个传感器 飞船部分---1218个传感器
神州飞船：
185台（套）仪器装置
检测参数---加速度、温度、压力、 振动、流量、应变、 声学
学习本课程的目的
了解光电检测系统的基本组成，光电检测技 术的特点和发展趋势。
掌握光电检测器件（传感器、光源和成像器 件）的工作原理及基本特性，了解它们的应 用范围。
光电检测技术：是利用光电传感器实现各类检测。
它将被测量的量转换成光通量,再转换成电量，并综合 利用信息传送和处理技术，完成在线和自动测量。
光电检测系统
– 光学变换 – 光电变换 – 电路处理
检测的基本概念
定义：确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作
被测对象： 宇宙万物（固液气体、动物、植物、天体 ……）
– 重力加速度：单摆测量（L：摆的线长，T：摆动的周期）
光电检测技术概述
光电检测技术概述光电检测技术是指利用光学和电子技术结合，通过检测光信号的特征和变化来实现对目标物体或环境的测量、监测和控制的一种技术。
光电检测技术被广泛应用于光学通信、光学测量、光学成像、光学传感、光学信息处理、光学控制等领域，具有高精度、非接触、快速响应、无污染、易自动化等优点。
光电检测技术的基本原理是利用光电器件将光信号转换为电信号，再通过电子器件进行信号处理和判定，最后通过控制单元实现对目标物体或环境的测量、监测和控制。
光电器件包括光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电导、光电二极管等，电子器件包括放大器、比较器、数字信号处理器、逻辑电路等，控制单元可以是微处理器、机器人等。
1.光学通信：光电检测技术在光学通信中起着关键作用，光电检测器件用于接收和检测光信号，通过电子器件进行信号处理和解码，实现信息的传输和交流。
光电检测技术在光纤通信、激光通信、无线光通信等领域得到广泛应用。
2.光学测量：光电检测技术在光学测量中可以实现对物体或环境的位置、形状、尺寸、颜色等参数的测量。
例如，在工业生产中，利用光电检测技术可以实现对产品的自动检测和测量，提高生产效率和质量；在环境监测中，可以利用光电检测技术对大气污染、水质污染等进行监测和检测。
3.光学传感：光电检测技术在光学传感中可以实现对环境参数的测量和监测。
例如，利用光电检测技术可以实现对温度、湿度、压力等物理量的测量；利用光电检测技术可以实现对气体、液体、固体等化学参数的测量。
4.光学成像：光电检测技术在光学成像中可以实现对目标物体的拍摄和图像处理。
例如，在医学影像中，利用光电检测技术可以实现对人体内部器官的成像和检测；在遥感影像中，利用光电检测技术可以实现对地球表面的成像和监测。
总结起来，光电检测技术是一种利用光学和电子技术结合的技术，广泛应用于光学通信、光学测量、光学成像、光学传感等领域。
光电检测技术具有高精度、非接触、快速响应、无污染、易自动化等优点，为现代工业生产、环境监测、医学诊断等提供了有力的技术支持。
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，微电子等为基础旳，由光学、精密机械、电子和计算机技术结合而成旳高新技术。
光电检测技术是光电技术中最重要最核心旳部分，它重要涉及光电变换技术、光信息获取与光信息测量技术以及测量信息旳光电解决技术等。
如用光电措施实现多种物理量旳测量，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旳技术优势，形成了许多崭新功能和良好旳技术性能，在国民经济、国防、科学研究等各方面有着广泛旳应用和巨大旳潜力，成为新技术革命时代和信息社会旳重要技术支柱，受到了各方面注重，从而得到了迅速发展。
核心词：光电技术光电检测技术引言在目前信息化社会中，光电技术已成为获取光学信息或提取他信息旳手段。
它是人类能更有效地扩展自身能力，使视觉旳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迅速现象，如核反映、航空器发射等旳变化过程。
并且光电检测技术是一种非接触测量旳高新技术，是光电技术旳核心和重要构成部分。
通过光电检测器件对载荷有被检测物体信息旳光辐射进行检测，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、解决，最后得出所需检测物旳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旳重要手段和措施，是计量技术旳一种重要发展方向。
一、光电技术与光电检测技术旳含义现代科学技术发展旳一种明显性特点是纵横交叉，彼此渗入，边沿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旳一般原理，因此在电系统中旳许多行之有效旳理论和分析措施都可以移植到光学中来。
随着大规模集成电路旳发展，光学也开始向集成化发展。
光电技术是以激光，红外，微电子等为基础旳，由光学、精密机械、电子和计算机技术结合而成旳高新技术。
它集中发展了光学和电子固有旳技术优势，形成了许多崭新功能和良好旳技术性能，在国民经济、国防、科学研究等各方面有着广泛旳应用和巨大旳潜力，成为新技术革命时代和信息社会旳重要技术支柱，受到了各方面注重，从而得到了迅速发展。
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光电检测系统
光电检测技术以激光、红外、光纤等现代光电器件为 基础，通过对载有被检测物体信号的光辐射（发射、 反射、散射、衍射、折射、透射等）进行检测，即通 过光电检测器件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的信息， 再经过A/D变换接口输入微型计算机运算、处理， 最后显示或打印输出所需检测物体的几何量或物理量。
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光电检测系统各部分的功能：
（1）光源和照明光学系统：
考虑光源的辐射功率、光谱范围、发光空间 分布；
发出的光作为载波或者被测对象； 照明光学系统的分类
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（2）被测对象及光学变换：
➢ 光学变换：通过光学元件和光学系统把待测量转换为 光参量
➢ 光学系统可以根据不同的光学性质、光学效应，其结 构形式不同
光量：光通量或光强度 光特性：光波的幅值、频率、相位、偏振
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三、光电检测技术的主要内容
光电检测技术的主要内容是通过光学系统把携带被测信 息的非电量信息变换成便于接收的光学信息，然后用 光电探测器将光学信息变换成电量，并进一步经电路 放大、处理等，达到输出的目的。
信息变换技术和电信号处理技术。 信息变换技术：非电量变换成光学量
光电检测技术
Optoelectronics Detection Technology
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课程主要内容
光电检测技术是以半导体、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，再经模、数转换接口输入计算机运算处理，最后显示输出 所需的检测物理量等参数。
光电检测技术
光电检测技术摘要：光电检测技术是一种利用光电效应来检测和测量物体的技术。
本文将介绍光电检测技术的原理和应用领域，探讨光电检测技术的优势和局限，并展望其未来发展方向。
第一部分：光电检测技术的原理1.1 光电效应的基本原理光电效应是指当光照射到特定材料表面时，产生光电子和电子的释放现象。
光电效应包括光电发射效应和光电吸收效应两种情况。
在光电检测技术中，一般利用光电发射效应来实现光电测量。
1.2 光电检测元件在光电检测技术中，常用的光电检测元件包括光电二极管、光敏电阻、光电倍增管等。
这些元件能够将光信号转化为电信号，并进行相应的电路处理。
1.3 光电检测技术的基本原理光电检测技术利用光电效应的原理，将光信号转化为电信号，并通过电路处理和分析得到所需的测量结果。
光电检测技术可以实现对光强度、光功率、光频率等参数的测量。
第二部分：光电检测技术的应用领域2.1 工业自动化光电检测技术在工业自动化领域中有广泛的应用。
例如，光电传感器可以用于检测物体的位置、速度和形状等信息，从而实现对生产流程的控制和优化。
2.2 无损检测光电检测技术可以用于无损检测领域，例如对材料的缺陷、组织结构和磨损程度进行检测和分析，从而提高材料的品质和可靠性。
2.3 生物医学在生物医学领域中，光电检测技术可以用于血氧测量、生物分子测量、细胞成像等应用。
例如，光电子学显微镜可以观察和研究微观生物结构。
2.4 环境监测光电检测技术在环境监测领域中被广泛应用。
例如，光电二极管可以用于光强度的测量，从而监测光照强度对环境的影响。
第三部分：光电检测技术的优势和局限3.1 优势光电检测技术具有响应速度快、精度高、可靠性强等优点。
光电检测元件体积小，可放置在狭小的空间中，并能耐受高温和高压等恶劣环境。
3.2 局限光电检测技术在进行远距离测量和透明物体测量时存在一定的局限。
此外，光电检测技术的应用受到光照强度和环境噪声等因素的影响。
第四部分：光电检测技术的未来发展方向随着科技的不断进步，光电检测技术将会在以下几个方面得到进一步发展：4.1 小型化和集成化光电检测元件将趋向于小型化和集成化，以适应小型化和高性能化的设备和系统要求。
光电检测技术的现状及发展趋势
光电检测技术的现状及发展趋势光电检测作为光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术,主要包括光信息获取、光电变换、光信息测量以及测量信息的智能化处理等,具有精度高、速度快、距离远、容量大、非接触、寿命长、易于自动化和智能化等优点,在国民经济各行业中得到了迅猛的发展和广泛的应用,如光扫描、光跟踪测量,光纤测量,激光测量,红外测量,图像测量,微光、弱光测量等,是当前最主要和最具有潜力的光电信息技术;本文从光电检测技术本身特点出发,分析其发展现状及发展趋势;一、光电检测技术的概述光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术;它主要利用电子技术对光学信号进行检测,并进一步传递、储存、控制、计算和显示;光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量;它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息,然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量,并进一步经过电路放大、处理,以达到电信号输出的目的;然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律,以便于进行相应的电路改进,更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性,从而了解非电量的状态;微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号,同时提高测系统输出信号的信噪比;光电检测的系统机构比较简单,分为信号的处理器,受光器,光源;在实际检测过程中,受光器在获得感知信号后,就会被反映为不同形状、颜色的信号,同时根据这些器件所处在的不同位置,就能够将他分为反射型与透过型的两种比较的模式;光电检测的媒介光应当是自然的光,例如白炽灯或者萤光灯;特别是随着这些技术的发展,光电技术也取得的非常好发展;由于投光器在发出光后,会以不一样的方式触摸这些被检测物中,直到照射到检测系统中的受光器中,同时受光器在此刺激下,会产生一定量的电流,这就是我们常说的光敏性的原件,实际生活中应用比较广泛的有三极管、二极管;光电检测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,它具有高精度、高速度、远距离、大量程、非接触测量等特点;二、光电检测技术的发展现状随着科技发展的日新月异,光电检测技术已经发展出纳米、亚纳米高精度的光电测量新技术；小型、快速的微型光、机、电检测系统在各个领域应用越来越广泛;非接触、快速在线测量已经取代原始的接触式,较缓慢的检测技术,并向微空间三维测量技术和大空间三维测量技术方向发展；闭环控制的光电检测系统,实现光电测量与光电控制一体化;向人们无法触及的领域发展;光电跟踪与光电扫描测量技术等先进的光电检测技术的进步和广泛应用将对人们生活,工业生产甚至国防科技产生巨大影响和改革;随着光纤传感技术的飞速发展,光纤气体传感器也得到了广泛的研究和应用;它具有灵敏度高、响应速度快、防燃防爆、不受电磁干扰、可以实现光信号的长距离传输和现场实时遥测等优点,所以对光电检测方法研究的关注也一直在增加;随着光纤光栅传感器的广泛应用,光纤光栅传感信号的检测系统也有了很大的发展;相比于传统采用单色仪、光谱仪扫描等方式来检测光纤光栅传感信号的方式,采用光电转换方式,即把对光强信号的测量转变为对电压信号的测量方式有它的优越性,它具有检测设备制造成本低、方便携带、可以实现对实时变化信号高速检测和拥有更广的工程应用等优点;光电检测技术在人类基因工程方面也有着广泛的发展,如利用可见光信号强弱的变化检测DNA杂交信号;这种新型的DNA光电检测系统同样是由兼容探针DNA自组装的硅集成电路构成;而在该系统中目标DNA序列与磁珠连接,目标DNA序列与探针DNA分子杂交后,磁珠就会覆盖在载体表面形成暗区;而载体下方的光电二极管阵列此时便可以检测出DNA杂交反应前后的光信号变化,输出DNA杂交信号;新型抗干扰式光电检测头通过优化红外发射管工作参数和采用脉冲选通门控检波电路,有效地抑制了电气干扰噪声,提高了检测头的抗干扰性能和工作可靠性;实验数据表明了其有效性;同时,该种光电检测头已经在多个大型机电设备制造厂家应用,工厂实际应用结果表明：新型的光电检测头误动作率不到老产品的千分之一,抗电气干扰能力显着提高,具备了工业级的高可靠性能;无损检测技术是随着高科技发展应运而生的一门新技术,该技术不同于传统的物理化学分析方法,它主要运用物理学方法如光学、电学和声学等手段对产品进行分析,且不破坏样品,在获取了样品信息时保证了样品的完整性,无损检测技术检测速度较传统的物理化学方法迅速,又能有效地判断出从外观无法得出的样品内部品质信息;随着计算机技术的迅速发展,带动了化学计量学的发展,极大地促进了无损检测技术在工农业生产中的广泛应用;无损光电检测技术根据其分析对象的某些特征对热、声、光、电以及磁等的反应变化情况,大致可分为红外光谱检测技术、拉曼光谱检测技术、机器视觉检测技术、超声波检测技术、X射线检测技术以及电子鼻和电子舌检测技术等;根据不同的应用对象和用户场合可采用不同的无损光电检测技术和相应的检测装置来实现;随着科学技术的不断发展,新的探测方法还会不断的出现;三、光电检测技术的发展趋势随着世界各国的激烈竞争正以日新月异的速度突飞猛进及科研技术的提高,检测技术在国民经济的各个行业中,起着举足轻重的作用,无论科学研究、产品质量及自动控制都需要检测,利用现代光电子技术作为检测手段,具有无接触、无损、远距离、抗干扰能力强、受环境影响小、检测速度快、测量精度高等优越性,是当今检测技术发展的主要方向;光电检测技术将向着高精度、智能化、数字化、多元化、微型化、自动化方向发展;所谓高精度是指检测精度向高精度方向发展, 纳米、亚纳米高精度的光电测量新技术是今后的发展热点；智能化是指检测系统向智能化方向发展, 如光电跟踪与光电扫描测量技术；数字化是指检测结果向数字化,实现光电测量与光电控制一体化方向发展；多元化是指光电检测仪器的检测功能向综合性、多参数、多维测量等多元化方向发展, 并向人们无法触及的领域发展, 如微空间三维测量技术和大空间三维测量技术；微型化是指光电检测仪器所用电子元件及电路向集成化方向发展；微型化是指光电检测系统朝着小型、快速的微型光、机、电检测系统发展；自动化是指检测技术向自动化,非接触、快速在线测量方向发展,检测状态向动态测量方向发展;以激光器为基础的光电检测系统已经成为最主要的发展方向;随着精密度和功能特性的提高, 它将不断取代那些昂贵且复杂的检测方案;由于激光技术的不断提高和成本的稳定下降, 可以肯定, 激光光电检测技术将日益成为光电用户的首选方案;激光超声检测技术是光电检测技术的另一重要的发展方向;这一技术利用高能量的激光脉冲与物质表面的瞬时热作用,在固体表面产生热特性区,然后利用这种小热层在材料内部向四周热膨胀扩散产生热应力,从而通过这种热应力产生超声波;与常规超声检测方法比较,激光超声技术具有下列优点：激光超声不需要耦合剂,避免了耦合剂对测量范围和精度的影响；激光超声可实现远距离操作,可用于高温环境及腐蚀性强、有放射性等恶劣条件,并可以实现快速扫描,对生产现场快速运动的工件的在线检测；激光超声的盲区小于100微米,可用于测量薄工件;激光超声的频率带宽较常规的换能器宽,具有测量微小缺陷裂纹的能力；激光超声可用于表面几何形状复杂及受限制的空间,如焊缝根部小直径管道等；空间分辨率高,有利于缺陷的精确定位及尺寸量度,并可作为声源应用于理论研究;智能光电检测系统成为了另一个很重要的发展方向;智能光电检测系统由智能信号处理系统、光电传感系统、测控系统、输出系统和接口单元等组成;它以智能信号处理系统为核心,集成了光学采集、光学变换、光电转换、电路调理、外围接口及信息输出等技术,可以实现光信息采集、光电信号转换、信号探测、逻辑运算与推理、记忆存储及信息传输等功能,并自动完成自检自校和自我诊断与调整等功能;智能光电检测系统由于环境适应能力强,测量范围广,测量精确度高,尤其是强化了人工智能系统,可以自动对噪声、温度、电压波动及光源的变化进行修正,加上良好的人机交互界面,大大简化了操作程序,提高了数值处理和分析的效率;参考文献1 郭陪源等.光电检测技术与应用M.北京航空航天大学,2006.2 钟丽云.光电检测技术的发展与应用J.激光杂志,2000.3 周金龙.新型光纤光栅技术及其在光通信与光纤传感方面应用的研究D.厦门大学,200.4 王诣等. 新型光电检测电路的研究与设计J. 光电子技术,2012,322：131–136.5 朱仁盛,曲波. 光电传感器及其应用J. 电气时代,20104：111–113.6 李志全等.光纤光栅传感系统信号解调技术的研究J.应用光学,2005,264:36-41.7 冯梦云,黄霞青.基于智能光电检测的电路设计J.,8 李菲,许近.一种新型DNA自组装磁珠光电检测系统及其在DNA计算机研制中的应用J. .。
《光电检测技术》大学题集
《光电检测技术》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.光电检测技术是基于哪种物理效应来实现非电量到电量的转换？（）A. 压电效应B. 光电效应C. 磁电效应D. 热电效应2.在光电检测系统中，光电传感器的主要作用是什么？（）A. 将光信号转换为电信号B. 将电信号转换为光信号C. 放大电信号D. 储存光信号3.下列哪种光电元件是利用外光电效应工作的？（）A. 光电二极管B. 光电三极管C. 光电池D. 光敏电阻4.光电检测系统中，为了提高信噪比，常采用哪种技术？（）A. 滤波B. 放大C. 调制与解调D. 编码与解码5.在光电耦合器中，光信号是如何传递的？（）A. 直接通过导线传递B. 通过空气传递C. 通过光导纤维传递D. 通过发光元件和受光元件之间的空间传递6.下列哪项不是光电检测技术的优点？（）A. 非接触式测量B. 高精度C. 易受环境干扰D. 响应速度快7.光电倍增管的主要特点是什么？（）A. 高灵敏度B. 低噪声C. 无需外部电源D. 体积小，重量轻8.在光电检测系统中，为了消除背景光的影响，可以采取哪种措施？（）A. 增加光源亮度B. 使用滤光片C. 提高检测器灵敏度D. 增大检测距离9.光电二极管在反向偏置时，其主要工作特性是什么？（）A. 电阻增大B. 电容减小C. 光电流与入射光强成正比D. 输出电压稳定10.下列哪种光电传感器适用于测量快速变化的光信号？（）A. 热释电传感器B. 光敏电阻C. 光电二极管D. 光电池二、填空题（每题2分，共20分）1.光电检测技术是______与______技术相结合的一种检测技术。
2.光电效应分为______、______和______三种类型。
3.在光电检测系统中，______是将光信号转换为电信号的关键元件。
4.光电倍增管的工作原理是基于______效应，具有极高的______。
5.为了提高光电检测系统的抗干扰能力，常采用______和______技术。
什么是光电检测光电检测技术介绍
什么是光电检测光电检测技术介绍光电检测是指利用光电器件对光信号进行检测和测量的技术。
光电器件是一种将光信号转化为电信号的器件，常见的光电器件有光电二极管、光敏电阻、光电导、光敏三极管、光电三极管等。
光电检测技术在科学研究、工业制造、医疗诊断等领域都得到了广泛的应用。
光电检测技术由光源、光电器件、光电转换电路和信号处理系统组成。
光源提供光信号，光电器件将光信号转化为电信号，光电转换电路对电信号进行放大和处理，信号处理系统将电信号转化为可以人们理解的信号进行分析和判断。
光电检测技术具有以下几个特点：1.高灵敏度：光电器件对光信号的检测灵敏度高，可以检测到非常微弱的光信号。
2.快速响应：光电器件的响应速度快，可以对快速变化的光信号进行检测。
3.宽频响：光电器件对不同频率的光信号都有较好的响应。
4.可选择性：不同的光电器件对不同波长的光信号有不同的响应，可以选择合适的光电器件进行检测。
光电检测技术在许多领域中都有广泛的应用。
在科学研究中，光电检测技术常被用于光谱分析、荧光检测、显微镜观测等。
光谱分析可以通过光电检测技术将光信号转化为电信号，进而通过信号处理系统得到样品的光谱信息。
荧光检测可以利用光电器件对样品发出的荧光信号进行检测，用于分析样品的成分和浓度。
显微镜观测可以通过光电检测技术对显微镜下的样品进行观测和测量。
在工业制造中，光电检测技术常被用于检测产品的质量和性能。
例如，光电检测技术可以用于检测产品的表面缺陷、尺寸精度和形状等。
光电检测技术可以替代传统的机械式检测方法，具有速度快、精度高的优点。
在医疗诊断中，光电检测技术可以用于医学影像的获取和分析。
例如，X射线和CT扫描是利用光电检测技术对人体内部结构进行成像的。
光电检测技术还可以用于血液分析、心电图、眼科检查等医学检验和诊断中。
总的来说，光电检测技术是一种非常重要的检测和测量技术，在许多领域都起着关键的作用。
随着光电器件的不断发展和进步，光电检测技术将会在更多的领域中得到应用和推广。
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精品课件
3.3 半导体光电器件
• 光电导器件: 光敏电阻
• 光伏器件:
光电池/光电二极管/三极管
3.4 真空光电器件
• 光电管
• 光电倍增管
3.5 热电检测器件
• 热敏电阻
பைடு நூலகம்
• 热电偶和热电堆
• 热释电探测器件
精品课件
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光电探测器的种类
类型 PN结
非PN结 电子管类
其他类
实例
PN光电二极管（Si,Ge, GaAs) PIN光电二极管（Si） 雪崩光电二极管(Si, Ge) 光电晶体管(Si) 集成光电传感器和光电晶闸管(Si)
光电元件(CdS, CdSe, Se, PbS) 热电元件(PZT, LiTaO3, PbTiO3) 光电管，摄像管，光电倍增管
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光电检测技术
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、传输、接收、变 换、处理和应用。应用领域包括：
1、工业检测（光电精密测试，光纤传感在线 检测和机器视觉）
2、日常生活：光电传感（自动对焦、路灯控 制、图象传感）
3.军事：激光（激光雷达）、红外、微光探 测，定向和制导
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光电检测技术的特点
高精度：从地球到月球激光测距的精度达到 1米。
高速度：光速是最快的。 远距离、大量程：遥控、遥测和遥感。 非接触式检测：不改变被测物体性质的条件
下进行测量。 寿命长：光电检测中通常无机械运动部分，
故测量装置寿命长，工作可靠、准确度高， 对被测物无形状和大小要求。 数字化和智能化：强的信息处理、运算和控 制能力。
事实上是光学参量调制：光强、波长、相位、偏振
– 形成能被光电探测器接收，便于后续电学处理的光
学信息。
光电变换
E ＝ aco k sz (t)
– 光电/热电器件（传感器）、变换电路、前置放大
– 将光信息变为能够驱动电路处理系统的电信息（电 信号的放大和处理）。
电路处理
– 放大、滤波、调制、解调、A/D、D/A、微机与接 口、控制。
色敏传感器
固体图象传感器（SI，CCD/MOS/CPD型）
位置检测用元件（PSD）
光电池
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光电检测系统
光电检测技术以现代光电器件为基础，通过对载有 被检测物体信号的光辐射（发射、反射、散射、衍 射、折射、透射等）进行检测，通过光电检测器件 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的信息， 再经过A/D变换接口输入微型计算机运算、处理， 最后显示或打印输出所需检测物体的几何量或物理 量。
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光电检测是信息时代的关键技术
信息技术:（三大支柱）
– 感测技术、通信技术、人工智能与计算机 控制技术。
– 信息的产生和获取、转换、传输、控制、 存储、处理、显示。
– 本课程着重在光电检测的元器件、系统、方法和应 用。
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光电检测技术
光电传感器：
– 基于光电效应，将光信号转换为电信号的一种光电器件 – 将非电量转换为与之有确定对应关系的电量输出。
光电检测系统：是利用光电传感器实现各类检测。
它将被测量的量转换成光通量,再转换成电量，并综合 利用信息传送和处理技术，完成在线和自动测量
光电检测系统包括
– 光学变换 – 光电变换 – 电路处理
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光学变换
– 时域变换：调制振幅、频率、相位、脉宽（干涉、 衍射）
– 空域变换：光学扫描（扫描盘）
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光电系统的作用体现在如下三个方面 1）在经典光学理论中，作为一种视觉的
延伸，如经典的光学仪器。 2）在信息光电子学中，光作为一种载体，
能实现信息的传递和探测功能，如光探 测系统、光通讯系统、光信息识别系统。 3）在能量光电子学中，光作为一种能量 系统完成特定的功能，如激光加工技术， 武器系统等。
第一章 绪 论
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1.光电系统描述
光是一种电磁波，电磁波谱包括：长波电震荡、无线 电波、 微波、光波（包括红外光、可见光、紫外光）、 射线等。光波的波长范围为1mm-10nm,频率为 3x1011-3x1016Hz,它是工作于电磁波波谱图上最后波 段的系统，特点是波长短，频率高.(与电子系统载波相 比，光电系统载波的频率提高了几个量级，因此载波 能量大，分辨率高，但易受大气的吸收等影响，传输 距离受限，易遮挡）。
第四章 发光、耦合和成像器件 4.1 发光二极管 4.2 激光器 4.3 光电耦合器件 4.4 CCD
第五章 光电检测系统 5.1 直接光电检测系统 5.2 光外差光电检测系统 5.3 典型的光电检测系统
第六章 光纤传感检测 第七章 光电信号的数据采集与微机接口 第八章 光电检测技术的典型应用
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光电检测系统的功能分类
测量检查型:
– 几何量:长度、角度、位置、形变。 – 表面形状：光洁度、庇病、伤痕。 – 光学量：吸收、反射、透射、光谱。（色牢
度）
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控制跟踪型
– 跟踪控制：激光制导，红外制导 – 数值控制：自动定位，图形加工形成，数值
控制
图象分析型
– 图形检测 – 图形分析
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光电检测系统组成
光
光
被
光
光变
电
源
学 系 统
测 对 象
学 变 换
电换 传电 感路
信 号 处 理
存储 显示 控制
光学变换
电路处理
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光电系统组成
光电系统的组成也可描述为下列的三个部分： 光发射机、光学信道、光接收机。根据光发射
机的不同，光电系统可分为主动式和被动式两 类。 主动式：光发射机主要由光源和调制器组成 被动式：发射机为被探测物体的热辐射，特点 是隐蔽性高。 光学信道：主要是指大气、空间、水、光纤等 光传播过程中要经过的介质。 光接收机：是指收集入射的光场并处理，恢复 光载波的信息。
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光电检测技术研究热点
光电检测技术 与应用
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教材
《光电检测技术与应用》郭培源 编著 北京航空航天大学出版社
参考书目
《光电检测技术》曾光宇等编著 清华大学出版社 《激光光电检测》吕海宝等编著 国防科技大学出版社 《光电检测技术》雷玉堂等编著 中国计量出版社
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目录
第一章 绪论
第二章 光电检测技术基础 2.1 光的基本性质 2.2 辐射与光度学量 2.3 半导体基础知识 2.4 光电效应