光电子技术基础知识
光电子技术复习知识点
光电子技术复习知识点备注：1、考试时间：初步定于2013年1月5日，最终以网上公布为准。
2、以下内容打“*”的可以只做一般了解。
3、以下知识点请结合教材、课件和作业重点复习，请勿投机！第1章光辐射、发光源与光传播基本定律1.1. 电磁波谱与光辐射；电磁波的基本特性1.2. 辐射度学与光度学基本知识；辐射能、辐射通量、辐射出射度、辐射强度、辐射亮度、辐射照度的概念、单位、意义单色辐射出射度余弦辐射体余弦辐射体的亮度和辐射出射度光量、光通量、光出射度、发光强度、光亮度、光照度的概念、单位、意义光度量和辐射度量之间的关系单色光视效能最大单色光视效能单色光视效率函数1.3. 热辐射基本定律黑体基尔霍夫辐射定律普朗克公式反映的物理规律1.4 激光原理激光器的基本结构产生激光的必要条件谐振腔的作用激光的横模和纵模1.5 典型激光器典型激光器及其特点、应用红宝石激光器的系统结构、能级结构、原理半导体激光器、半导体发光二极管的特点1.6 光频电磁波的基本理论和定律相速度、群速度及其关系第2章光辐射的传播2.1 光波在大气中的传播朗伯定律，大气衰减的原因，瑞利散射定律，气溶胶的散射特点什么是大气湍流效应？2.2光波在电光晶体中的传播泡克耳效应和克尔效应折射率椭球，电光张量KDP晶体在z方向施加电场时，其折射率椭球的变化分析纵向电光效应的结构、相位变化特点、光的偏振特性变化特点纵向电光效应的结构、相位变化特点、光的偏振特性变化特点2.3 光波在声光晶体中的传播声波在介质中传播的特点，声光相互作用类型拉曼-纳斯衍射条件、特点，布拉格衍射条件、布拉格方程、布拉格角、布拉格衍射的特点2.4 光波在磁光晶体中的传播磁光效应、光隔离器原理2.5 光波在光纤波导中的传播光纤波导的结构、弱导条件数值孔径及其意义光纤的色散、带宽、脉冲展宽及其相互关系2.7 光波在水中的传播前向散射、后向散射的特点、应用如何克服后向散射第3章光波的调制与扫描3.1. 光束调制原理调制的概念，载波，调制信号，按调制性质的分类振幅调制、频率调制、相位调制红和强度调制的概念和特点脉冲调制的概念和分类脉冲编码调制的过程3.2 电光调制纵向电光调制器的结构、原理、电光调制特性曲线、使调制器工作在线性区的措施、失真、倍频的原因横向电光调制器的结构、原理、优缺点电光相位调制的结构、原理3.3 声光调制声光调制器结构、工作原理基于拉曼-纳斯衍射和布拉格衍射的声光调制的特点3.5 直接调制直接调制概念半导体激光器、半导体发光二极管直接调制的电路原理图半导体激光器、半导体发光二极管直接调制的特点脉冲编码数字调制的概念和优点3.6 光束扫描技术电光扫描原理分析、双KDP楔形棱镜扫描器原理及电光偏转角的计算电光数字扫描的结构和原理*3.7 空间光调制器空间光调制器的概念、类型、应用泡克尔读出光调制器的结构、原理液晶空间光调制器的结构、原理第4章光辐射的探测技术4.1 光电探测器的物理效应光子效应、光热效应的概念和特点常见光子效应、光热效应光电发射效应概念、发生条件光电导效应的产生机理光电导体的电流增益、渡越时间光伏效应的产生机理什么是温差电效应什么是热释电效应，热释电效应的特点基本的光电转换定律4.2 光电探测器的性能参数积分灵敏度、光谱灵敏度、频率灵敏度的概念量子效率和灵敏度的关系通量阈、噪声等小功率、探测度、归一化探测度的定义、单位、意义4.3 光电探测器的噪声光电探测器的常见噪声和特点4.4 光电导探测器——光敏电阻光敏电阻的结构、特点、应用光敏电阻的基本工作电路、伏安特性，根据伏安特性对负载电阻、电源、输出信号、功耗等进行分析。
光电子技术基础习题答案
光电子技术基础习题答案第一章绪论1.光电子器件按功能分成哪几类？每类大致包含哪些器件？光电子器件按功能分为光源器件、光传输器件、光控制器件、光探测器件、光存储器件。
光源器件分成电磁波光源和非电磁波光源。
电磁波光源主要包含激光和非线性光学器件等。
非电磁波光源包含照明设备光源、表明光源和信息处理用光源等。
光传输器件分为光学元件(如棱镜、透镜、光栅、分束器等等)、光波导和光纤等。
光控制器件包括调制器、偏转器、光开关、光双稳器件、光路由器等。
光探测器件分成光电导型探测器、光伏型探测器、冷伏型探测器、各种传感器等。
光存储器件分成光盘(包含cd、vcd、dvd、ld等)、光驱、光盘塔等。
2．谈谈你对光电子技术的认知。
光电子技术主要研究物质中的电子相互作用及能量相互转换的相关技术，以光源激光化，传输波导（光纤）化，手段电子化，现代电子学中的理论模式和电子学处理方法光学化为特征，是一门新兴的综合性交叉学科。
3．谈谈光电子技术各个发展时期的情况。
20世纪60年代，光电子技术领域最典型的成就就是各种激光器的相继问世。
20世纪70年代，光电子技术领域的标志性成果是低损耗光纤的实现，半导体激光器的成熟特别是量子阱激光器的问世以及ccd的问世。
20世纪80年代，发生了大功率量子阱阵列激光器；半导体光学双稳态功能器件的获得了快速发展；也发生信汇偏光纤、光纤传感器，光纤放大器和光纤激光器。
20世纪90年代，掺铒光纤放大器(edfa)问世，光电子技术在通信领域取得了极大成功，形成了光纤通信产业；。
另外，光电子技术在光存储方面也取得了很大进展，光盘已成为计算机存储数据的重要手段。
21世纪，我们正步入信息化社会，信息与信息交换量的爆炸性快速增长对信息的收集、传输、处置、存储与表明都明确提出了紧迫的挑战，国家经济与社会的发展，国防实力的进一步增强等都更加依赖信息的广度、深度和速度。
⒋举出几个你所知道的光电子技术应用实例。
例如：光纤通信，光盘存储，光电显示器、光纤传感器、光计算机等等。
《光电子技术基础》(第二版)Chap
当光照射在物质上时，物质吸收光能并释放电 子的现象。
光电效应分类
包括外光电效应、内光电效应和光生伏特效应。
光电效应原理
光子能量大于物质禁带宽度时，光子被吸收并使电子从价带跃迁至导带，形成 光电子。
光电器件的工作原理
光电子发射
当光照射在物质上时，电子从物质表面逸出的现 象。
光生电流
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ光电器件受到光照时，产生光生电流的原理。
激光的波长与颜色
激光的波长取决于所使用的物质， 不同的物质产生不同波长的激光， 因此激光可以有多种颜色。
激光器的种类与结构
固体激光器
固体激光器使用固体材料作为增益介质，常见的有晶体和玻璃激光器。 其结构包括增益介质、泵浦源和光学谐振腔等部分。
气体激光器
气体激光器使用气体作为增益介质，常见的有氦氖激光器和二氧化碳 激光器。其结构包括放电管、反射镜和光学谐振腔等部分。
光通信系统的组成与原理
1 2
光源
用于产生光信号，常用的光源有激光器和发光二 极管。
光调制器
将电信号转换为光信号，常用的调制方式有直接 调制和间接调制。
3
光纤
传输光信号的介质，具有低损耗、高带宽等优点。
光通信系统的组成与原理
光检测器
将接收到的光信号转换为电信号，常用的检测器有光电二极管和 雪崩光电二极管。
射。
光的干涉与衍射
光的干涉
01
两束或多束相干光波在空间相遇时，会因相位差叠加产生干涉
现象。
光的衍射
02
光波在传播过程中遇到障碍物时，会绕过障碍物边缘产生衍射
现象。
干涉与衍射的应用
03
干涉和衍射现象在光学仪器、通信等领域有广泛应用，如干涉
光电子技术基础知识第7章电光转换现象与发光及图像显示器件
1850年 普鲁士医生鲁道夫菲尔绍（Rudolf Virchow）等人就发现 神经纤维的萃取物中含有一种不寻常的物质。
1877年 德国物理学家奥拓·雷曼（Otto Lehmann）运用偏光显微 镜首次观察到了液晶化的现象。
液晶的发展历史
1888年 出版《分子物理学》，特别值得一提的是，在书中首次提出了显微镜学 研究方法，通过对晶体显微镜和用它所作的观察。
20世纪 化学家伏兰德（D. Vorlander）的努力由聚集经验使他能预测哪一类的化 合物最可能呈现液晶特性，然后合成取得该等化合物质，于是雷曼关于液晶的 理论被证明。
液晶的发展历史
20世纪60年代，随着半导体集成电路（integrated circuit）技 术的发展，电子设备实现了进一步的小型化。上述技术的进 步，对于在液晶显示装置（display）中的应用是必不可少的， 随着材料科学和材料加工技术的进一步发展，以及新型显示 模式和驱动技术的开发，液晶显示技术获得了快速发展。
LED工作原理 内容
LED（Light Emitting Diode）就是发光二极 管，属于一种固态的 半导体器件。它由两 个半导体（P型和N型 半导体）和中间一个 有源层组成。当它两 端加上正负电压时， 电子开始移动并和空 穴（带正电的离子） 结合产生辐射光，即 直接把电转化为光。
LED器件结构
1883年3月14日 植物生理学家斐德烈·莱尼泽（Friedrich Reinitzer） 观察到胆固醇苯甲酸酯在热熔时有两个熔点。
1888年 莱尼泽反复确定他的发现后，向德国物理学家雷曼请教。 当时雷曼建造了一座具有加热功能的显微镜去探讨液晶降温结晶 之过程，而从那时开始，雷曼的精力完全集中在该物类物质。
光电子技术基础09
( 1 n2 ( 1 n2 1 ( 2 n ( 1 n2 ( 1 n2 ( 1 n2
)1 )2 )3 )4 = )5 )6
对电光效应的分析和描述有两种方法：一种是电磁理论
方法，但数学推导相当繁复；另一种是用几何图形───折射
率椭球体(又称光率体)的方法，这种方法直观、方便，故通常 都采用这种方法。 在晶体未加外电场时，主轴坐标系中，折射率椭球由如 下方程描述：
x y z2 1 2 2 2 nx n y n z
3.4.2 电光调制
1. 2. 3. 4.
3.4.1 光波在电光晶体中的传播－电光效应
电光效应：介质在外加直流或低频电场作用下，由于极化 而出现光学特性（各向异性）的改变，影响到光波在介质 中的传播特性。 电光效应实质：在光波电场与外电场的共同作用下，使介 质出现非线性的极化过程。 （一）、电场作用下材料的非线性极化 （二）、电光系数张量 （三）、折射率椭球的形变 基本假设： 1. 外加电场为低频场（相对于光频） 2. 非中心反演对称晶体 3. 外加电场沿介电主轴作用
将(8)式代入(4)式，便得到晶体加外电场E后的新折射率椭球方
程式:
x2 y2 z 2 2 2 2 41 yzEx 2 41 xzEy 2 63 xyEz 1 2 n0 n0 ne (9)
由上式可看出, 外加电场导致折射率椭球方程中“交叉”项的出
现, 说明加电场后, 椭球的主轴不再与 x, y, z 轴平行, 因此, 必须找
光频
Eo
E
（折射率）随 Eo 的大小改变 '
电光效应
方向， ' 是张量。
光电子学知识点
一、绪论1、激光发明年份；2、什么叫光电子学、光电子技术？3、列举几种光电子技术或光电子器件，至少6种；4、典型的光电子（通信）系统由哪几部分构成。
二、光与物质相互作用基础1、光的本性，传播时表现为波动性，与介质相互作用时表现为粒子性；2、对于线性、均匀、各向同性介质，极化率χ为标量；而在各向异性介质中，电极化强度矢量P 和外电场E 不再平行，此时极化率χ变为二阶张量：0i ij j P E εχ=3、P 、D 、E 之间的关系4、辐射度量和光度量的区别5、辐射通量、光通量之间的换算关系6、亮度和照度的区别7、能带理论基本概念（价带、导带、禁带、禁带宽度）三、光波导（30分）1、平面介质波导的结构（各层名称），各层介质的折射率关系；对称波导、非对称波导；2、各层中的场分布：波导层中横向（光受限的方向）为驻波场，纵向为行波场；衬底和覆盖层中横向为振幅成指数规律衰减的消逝场，纵向为行波场；消逝系数、穿透深度3、全反射时界面的相移公式；（不要求记忆，但要会用）4、横向传播常数、纵向传播常数；有效折射率（模折射率）5、模式本征方程，m 为模序数；本征方程的图解（画图说明对称波导基模不会截止）6、模式截止条件：02k n β=，c θθ=；截止波长；模式数量；单模传输条件；（注意对称波导和非对称波导的区别）7、TE 模、TM 模的含义；8、光纤的结构参数：直径2a 、数值孔径、相对折射率、弱导条件、归一化频率、单模条件；9、偏射光线的纵向传播常量01cos k n βϕ=，其中ϕ为轴线角，即光线和光纤轴的夹角；偏射光线可分为三类：非导引光线、导引光线（即导模）和泄露光线，对应θ和ϕ的范围要知道。
10、光纤的损耗公式 dB/km1、光调制概念；改变哪些参数可以使光携带信息？类型：内调制、外调制；2、波矢面、折射率椭球、折射率面；3、正、负单轴晶体的定义；4、利用折射率椭球确定o光和e光的偏振方向、以及对应的折射率；5、给出电光系数矩阵，会写出加电场之后的新的折射率椭球方程（原主轴坐标系中）；会判断新椭球和旧椭球相比，主轴是否发生了倾斜；6、KDP晶体z向（光轴）加电场后的新主轴折射率大小，以及感应主轴的方位；7、横向电光效应、纵向电光效应；对KDP晶体来说，两种效应各有什么优缺点；（纵向电光效应结构简单、工作稳定，不受自然双折射影响，但半波电压较高，且需要制作透明电极；横向电光调制通过选择晶体长度和厚度可以大大降低半波电压，缺点是存在自然双折射的相位延迟，受温度影响较大，需要采取组合调制方式来消除，导致结构复杂化）8、电光相位延迟公式，半波电压的公式，电光系数的测量方案设计9、KDP纵向调制器的调制特性曲线，知道透过率随偏压变化的函数表达式；、加1/4波知道应该工作在什么区域；如何实现？两种方法。
光电子学基础
光电子学基础光电子学是研究光与电子的相互作用及其应用的学科，涵盖了光电效应、光电器件、激光技术等内容。
本文将从光电效应、光电器件和激光技术三个方面介绍光电子学的基础知识。
一、光电效应光电效应是指当光线照射到金属表面时，会产生电子的发射现象。
其中最具代表性的现象是经典光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程E = hf - Φ，光子的能量hf必须大于金属的功函数Φ才能使电子脱离金属。
光电效应的实际应用包括光电池、光电倍增管等。
二、光电器件光电器件是指通过光电效应进行能量转换的器件，主要包括光电导、光电晶体、光电发射管等。
其中，光电导是将入射光线转换为电流的器件，它根据光线的强弱产生不同大小的电流。
光电晶体则是将光线转换为电压的器件，它利用光的能量使晶体产生正负电离子，从而形成电势差。
而光电发射管则是利用光电效应产生光电流的器件，广泛应用于通信和传感领域。
三、激光技术激光技术是光电子学的重要应用领域之一，它利用光子的共振放射产生一种高度聚焦、能量密度极高的激光束。
激光器是实现激光技术的关键装置，它将电能转换为高强度的光能。
激光的应用非常广泛，包括材料加工、医学治疗、通信传输等领域。
光电子学的研究与应用已经深入到各个方面，它在能源、通信、医疗等领域都有着重要的作用。
随着科学技术的发展，人们对光电子学的需求也将越来越大。
因此，深入研究光电子学的基础知识是非常重要的。
总结本文从光电效应、光电器件和激光技术三个方面介绍了光电子学的基础知识。
光电子学作为一门学科，在科学研究和应用中扮演着重要的角色。
通过研究光与电子的相互作用，我们可以深入了解光电效应的原理，并掌握光电器件和激光技术的相关知识。
相信随着科技的不断发展，光电子学的前景将更加广阔，为人类社会带来更多的创新和进步。
光电子学基础及应用
光电子学基础及应用光电子学指的是研究光和电子相互作用的学科，是光学、电子学、电磁学等学科相互交叉的产物。
随着社会经济的发展和科技的进步，光电子学的应用越来越广泛，已经渗透到各个领域。
本文将从基础知识出发，讨论光电子学的应用。
一、基础知识1.光和电子的相互作用光和电子的相互作用可以分为两种类型：光和电子的直接相互作用和光和电子的间接相互作用。
直接相互作用指的是光子和电子的相互作用，它们之间可以发生散射、吸收、发射等过程。
例如：用激光束扫描金属表面，可以把表面的金属原子吸收能量后发生电离，形成离子。
间接相互作用指的是光子和电子通过中介物质相互作用的过程。
例如：在半导体材料中，激子是一种由电子和空穴共同组成的粒子，在吸收光子后会形成激子，然后再逐渐衰减，在这个过程中光子能量被电子和空穴吸收，并最终被转化为热能。
2.光电子学器件光电子学器件是将光电子学理论转化为可见的实验室装置的产物。
其中包括激光器、光伏电池、光电探测器、光通信用器件、光刻机等。
其中光通信用器件是当前应用最广泛的光电子学器件，包括光纤、光放大器、光调制器和光接收器等，将光信号转换为电信号再进行传输，具有高速度、大带宽、低噪声和抗干扰性能好等优点，已经成为信息通信领域发展的重要动力。
在生物医学方面应用也很广泛，例如激光在治疗癌症和皮肤病上的应用，光学成像技术在无创检测和治疗中的应用等。
二、应用1.光伏发电光伏发电是指将太阳能转化为电能的过程。
光伏电池是将太阳能直接转化为电能的一种器件。
其主要原理是将太阳光辐照到光伏电池表面时，光伏电池中的光伏元件（P-N结）会将光子能量转化为电能，产生电流，从而实现电能的转化。
目前，光伏发电技术已经在全球广泛应用，是可再生能源的一种重要形式。
2.光通信光通信是通过光信号传递信息的一种通信方式。
由于光的传输速度快且传输距离远，具有高速、大带宽、低噪声和抗干扰等优点，因此被广泛应用于通信和数据传输领域。
随着数码化、网络化的发展，人们对于宽带网络、高速数据传输等需求越来越高，因此光通信技术的应用空间也越来越大。
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光电子技术基础知识
什么是光电子技术呢？收集知道或者学习了哪些光电
子技术基础知识？
光电子技术基础知识：光源选择的基本知识
判断机器视觉的照明的好坏，首先必须了解什么是光源
需要做到的！显然光源应该不仅仅是使检测部件能够被摄像
头”看见”。有时候，一个完整的机器视觉系统无法支持工
作，但是仅仅优化一下光源就可以使系统正常工作。
对比度：对比度对机器视觉来说非常重要。机器视觉
应用的照明的最重要的任务就是使需要被观察的特征与需
要被忽略的图像特征之间产生最大的对比度，从而易于特征
的区分。对比度定义为在特征与其周围的区域之间有足够的
灰度量区别。好的照明应该能够保证需要检测的特征突出于
其他背景。
亮度：当选择两种光源的时候，最佳的选择是选择更亮
的那个。当光源不够亮时，可能有三种不好的情况会出现。
第一，相机的信噪比不够；由于光源的亮度不够，图像的对
比度必然不够，在图像上出现噪声的可能性也随即增大。其
次，光源的亮度不够，必然要加大光圈，从而减小了景深。
另外，当光源的亮度不够的时候，自然光等随机光对系统的
影响会最大。
鲁棒性：另一个测试好光源的方法是看光源是否对部件
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的位置敏感度最小。当光源放置在摄像头视野的不同区域或
不同角度时，结果图像应该不会随之变化。方向性很强的光
源，增大了对高亮区域的镜面反射发生的可能性，这不利于
后面的特征提取。在很多情况下，好的光源需要在实际工作
中与其在实验室中的有相同的效果。
好的光源需要能够使你需要寻找的特征非常明显，除了
是摄像头能够拍摄到部件外，好的光源应该能够产生最大的
对比度、亮度足够且对部件的位置变化不敏感。光源选择好
了，剩下来的工作就容易多了！
机器视觉应用关心的是反射光。物体表面的几何形状、
光泽及颜色决定了光在物体表面如何反射。机器视觉应用的
光源控制的诀窍归结到一点就是如何控制光源反射。如何能
够控制好光源的反射，那么获得的图像就可以控制了。因此，
在机器视觉应用中，当光源入射到给定物体表面的时候，明
白光源最重要的方面就是要控制好光源及其反映。
光源可预测：当光源入射到物体表面的时候，光源的反
映是可以预测的。光源可能被吸收或被反射。光可能被完全
吸收或者被部分吸收。不被吸收的光就会被反射，入射光的
角度等于反射光的角度，这个科学的定律大大简化了机器视
觉光源，因为理想的想定的效果可以通过控制光源而实现。
物体表面：如果光源按照可预测的方式传播，那么又是
什么原因使机器视觉的光源设计如此的棘手呢？使机器视
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觉照明复杂化的是物体表面的变化造成的。如果所有物体表
面是相同的，在解决实际应用的时候就没有必要采用不同的
光源技术了。但由于物体表面的不同，因此需要观察视野中
的物体表面，并分析光源入射的反映。
控制反射：本文前面提到了，如果反射光可以控制，
图像就可以控制了。这点再怎么强度也不为过。因此在涉及
机器视觉应用的光源设计时，最重要的原则就是控制好哪里
的光源反射到透镜及反射的程度。机器视觉的光源设计就是
对反射的研究。在视觉应用中，当观测一个物体以决定需要
什么样的光源的时候，首先需要问自己这样的问题：”我如
何才能让物体显现？”“我如何才能应用光源使必须的光
反射到镜头中以获得物体外表？”
影响反射效果的因素有：光源的位置，物体表面的纹理，
物体表面的几何形状及光源的均匀性。
光源的位置：既然光源按照入射角反射，因此光源的位
置对获取高对比度的图像很重要。光源的目标是要达到使感
兴趣的特征与其周围的背景对光源的反射不同。预测光源如
何在物体表面反射就可以决定出光源的位置。
表面纹理：物体表面可能高度反射或者高度漫反射。决
定物体是镜面反射还是漫反射的主要因素是物体表面的光
滑度。一个漫反射的表面，如一张不光滑的纸张，有着复杂
的表面角度，用显微镜观看的时候显得很明亮，这是由于物
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体表面角度的变化而造成了光源照射到物体表面而被分散
开了。而一张光滑的的纸张有光滑的表面而减小了物体表面
的角度。光源照射到光源的表面并按照入射角反射。
表面形状：一个球形表面反射光源的方式与平面物体
不近相同。物体表面的形状越复杂，其表面的光源变化也随
之而复杂。对应一个抛光的镜面表面，光源需要在不同的角
度照射。从不同角度照射可以减小光影。
光源均匀性：不均匀的光会造成不均匀的反射。均匀
关系到三个方面。第一，对于视野，在摄像头视野范围部分
应该是均匀的。简单的说，图像中暗的区域就是缺少反射光，
而亮点就是此处反射太强了。不均匀的光会使视野范围内部
分区域的光比其他区域多。从而造成物体表面反射不均匀。
均匀的光源会补偿物体表面的角度变化，即使物体表面
的几何形状不同，光源在各部分的反射也是均匀的。
光源技术的应用：光源技术是设计光源的几何及位置以
使图像有对比度。光源会使那些感兴趣的并需要机器视觉分
析的区域更加突出。通过选择光源技术，应该关心物体使如
何被照明及光源是如何反射及散射的。下面是六种照明技
术：通用照明，背光，同轴，连续漫反射，暗域及结构光。
一般目的的照明：通用照明一般采用环状或点状照明。
环灯是一种常用的通用照明方式，其很容易安装在镜头上，
可给漫反射表面提供足够的照明。
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背光照明：背光照明是将光源放置在相对于摄像头的
物体的背面。这种照明方式与别的照明方式有 很大不同因
为图像分析的不是发水光而是入射光。背光照明产生了很强
的对比度。应用背光技术时候，物体表面特征可能会丢失。
例如，可以应用背光技术测量硬币的直径，但是却无法判断
硬币的正反面。
同轴照明：同轴照明是与摄像头的轴向有相同的方向的
光照射到物体的表面。同轴照明使用一种特殊的半反射镜面
反射光源到摄像头的透镜轴方向。半反射镜面只让从物体表
面反射垂直于透镜的光源通过。同轴照明技术对于实现扁平
物体且有镜面特征的表面的均匀照明很有用。此外此技术还
可以实现使表面角度变化部分高亮，因为不垂直于摄像头镜
头的表面反射的光不会进入镜头，从而造成表面较暗。
连续漫反射照明：连续漫反射照明应用于物体表面的反
射性或者表面有复杂的角度。连续漫反射照明应用半球形的
均匀照明，以减小影子及镜面反射。这种照明方式对于完全
组装的电路板照明非常有用。这种光源可以达到170立体角
范围的均匀照明。
多轴照明：在许多应用中，为了使视野下不同的特征表
现不同的对比度，需要多重照明技术
选择光源：一旦选择了照明技术，接下来就是选择何
种光源的问题了。光源应该照明形状的需要，需要有足够的
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均匀度，且稳定性能要好。在机器视觉应用中选择光源应该
考虑下面的有关光源的特性：
光谱特征：光源的颜色及测量物体表面的颜色决定了
反射到摄像头的光能的大小及波长。白光或某种特殊的光谱
在提取其他颜色的特征信息时可能使比较重要的因素。当分
析多颜色特征的时候，选择光源的时候，色温是一个比较重
要的因素。例如，卤灯更多表现为黄色，相比氙灯显现蓝色。
效率：有些光源效率很高，相对于能量的消耗，其散
发出更加多的光能，例如荧光灯。而钨灯，产生相当多的热
量，能量消耗也很大。效率不高的光源产生局部过热，浪费
很多。一般，光源的温度越高，其寿命就会缩短，其消耗的
能量就相对较高。
寿命特性：光源一般需要持续多小时的使用。一个寿
命为1000小时的光源，在两班运转的情况下，只能持续一
个星期左右。更换光源灯泡的维护就必须了。LED光源是比
较流行的光源，其可以连续工作很长时间，大约可以连续操
作100,100小时。对多数光源，随着光源的老化，光源释放
的能量会减少，根据光源类型的不同，光能减小可能速度比
较满，也可能很快很明显。光能输出的变化可能也影响着光
谱特性。当光源的老化速度影响到图像处理结果的时候就可
以注意光源的变化了。
费用：许多光源需要在视觉系统的使用过程中更换。
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如果光源很昂贵，在机器视觉的使用过程中可能会增大后期
费用。另外，光源应该在市场上较容易购买。