光电技术习题讲解31页PPT
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光电技术简介-PPT精选文档
干 性
高
亮
度
R S 光
SR应 用 测 量 光谱测量 物理性质测量 表面、界面测量
应
用
太 屋 大 太 宇
阳 顶 规 阳 宙
能 发 模 能 发
发电 电 集中发电 汽车 电
功 能 器 件
纤
通
信
系
高清晰度图像系统 壁挂式大型电视 立体显示器 高清晰度摄像机
光电子计算机 超 高 速 运 算 (ps~fs) 2维 并 行 处 理 光互连
理学院物理科学与技术系 School of Science, Physical Science and Technology Department 杨应平
理学院物理科学与技术系
School of Science, Physical Science and Technology Department
杨应平
功 激 光 太 光 光 液 集 量
能 光 接 阳 开 调 晶 成 子
ห้องสมุดไป่ตู้
器 、 收 能 关 制 器 光 效
件 发 光 器 件 器 件 电 池 器 件 路 应 器 件
新
量 容 大 超
信息高速公路 光纤传输 相干光传输 量子光传输 光交换
功
多媒体 传真、电话、可视电话 广播、有线电势 光盘、CD 激光打印机
“光”和“电”彼此间渗透和结合==〉 光电混合系统
------（简称）光电系统
理学院物理科学与技术系 School of Science, Physical Science and Technology Department 杨应平
1.2 光电系统
研究大功率光辐射的产生、控制、 利用和转换--光电能量系统 以光辐射和电子流为(光电子)信息 载体，通过光电或电光相互变换方 法，进行相关的信息处理--光电信 息系统
高
亮
度
R S 光
SR应 用 测 量 光谱测量 物理性质测量 表面、界面测量
应
用
太 屋 大 太 宇
阳 顶 规 阳 宙
能 发 模 能 发
发电 电 集中发电 汽车 电
功 能 器 件
纤
通
信
系
高清晰度图像系统 壁挂式大型电视 立体显示器 高清晰度摄像机
光电子计算机 超 高 速 运 算 (ps~fs) 2维 并 行 处 理 光互连
理学院物理科学与技术系 School of Science, Physical Science and Technology Department 杨应平
理学院物理科学与技术系
School of Science, Physical Science and Technology Department
杨应平
功 激 光 太 光 光 液 集 量
能 光 接 阳 开 调 晶 成 子
ห้องสมุดไป่ตู้
器 、 收 能 关 制 器 光 效
件 发 光 器 件 器 件 电 池 器 件 路 应 器 件
新
量 容 大 超
信息高速公路 光纤传输 相干光传输 量子光传输 光交换
功
多媒体 传真、电话、可视电话 广播、有线电势 光盘、CD 激光打印机
“光”和“电”彼此间渗透和结合==〉 光电混合系统
------（简称）光电系统
理学院物理科学与技术系 School of Science, Physical Science and Technology Department 杨应平
1.2 光电系统
研究大功率光辐射的产生、控制、 利用和转换--光电能量系统 以光辐射和电子流为(光电子)信息 载体，通过光电或电光相互变换方 法，进行相关的信息处理--光电信 息系统
《光电技术简明教程》PPT 第1章1-3节
被遮蔽，另一部分被光均匀照射时，曝光区因本征而产生高密 度的空穴载流子，而遮蔽区电子载流子浓度较高，形成浓度差。
因载流子迁移率差别产生 受照面与遮光面之间的伏特现 象称为丹培效应。光生电压由 下式计算
UD
KT q
n n
p p
ln
1
n p n0 n0n p0 p
n0与p0为热载流子浓度；Δn0为光生载流子浓度；μn与μp为电子与 空穴迁移率。μn=1400cm2/(V·s)，μp=500 cm2/(V·s)，显然，μn>>μp。
D于n与Dp扩散系数。
nDn
可用来测量半导体样品的载流子平均寿命。
pDp
B 2 DI
/
IS 2
U2
5. 光子牵引效应 当动量较强的光作用于半导体的自由载流子（电子）时，
使电子顺着光传播方向做相对于晶格的运动。结果，在开路情 况下，半导体产生电场。该现象被称为光子牵引效应。
P型锗的光子牵引探测器光电灵敏度为
Ge Gt Ne, rt
导带中的电子与价带中的空穴的总复合率R应为
R K f (n ni )(p pi )
Kf为复合几率，Δn为光生电子浓度，Δp为光生空穴浓度，ni与 pi分别为热激发电子与空穴的浓度。
同样，热电子复合率与导带内热电子浓度ni及价带内空穴浓度 pi的乘积成正比。即
rt K f ni pi
（1）在微弱辐射作用下，Δn＜＜ni，Δp ＜＜pi，并考虑到本征 吸收的特点，Δn=Δp，上式可简化为
dn dt
Ne,
Kf
n(ni
pi )
利用初始条件t = 0时，Δn = 0，解微分方程得
n
Ne,
(1
e
因载流子迁移率差别产生 受照面与遮光面之间的伏特现 象称为丹培效应。光生电压由 下式计算
UD
KT q
n n
p p
ln
1
n p n0 n0n p0 p
n0与p0为热载流子浓度；Δn0为光生载流子浓度；μn与μp为电子与 空穴迁移率。μn=1400cm2/(V·s)，μp=500 cm2/(V·s)，显然，μn>>μp。
D于n与Dp扩散系数。
nDn
可用来测量半导体样品的载流子平均寿命。
pDp
B 2 DI
/
IS 2
U2
5. 光子牵引效应 当动量较强的光作用于半导体的自由载流子（电子）时，
使电子顺着光传播方向做相对于晶格的运动。结果，在开路情 况下，半导体产生电场。该现象被称为光子牵引效应。
P型锗的光子牵引探测器光电灵敏度为
Ge Gt Ne, rt
导带中的电子与价带中的空穴的总复合率R应为
R K f (n ni )(p pi )
Kf为复合几率，Δn为光生电子浓度，Δp为光生空穴浓度，ni与 pi分别为热激发电子与空穴的浓度。
同样，热电子复合率与导带内热电子浓度ni及价带内空穴浓度 pi的乘积成正比。即
rt K f ni pi
（1）在微弱辐射作用下，Δn＜＜ni，Δp ＜＜pi，并考虑到本征 吸收的特点，Δn=Δp，上式可简化为
dn dt
Ne,
Kf
n(ni
pi )
利用初始条件t = 0时，Δn = 0，解微分方程得
n
Ne,
(1
e
光电检测技术PPT演示文稿
•
大。
• 改进型波导腔 FFPT
•
可通过中间光纤波导段的长度 光纤
•
来调整其自由谱区，其光纤长
•
度一般为 100 m 到 几厘米。
光纤
PZT
(a)
光纤 (b)
PZT
光纤 F－P 腔
光纤 (c)
PZT
光纤温度测量技术
光纤压力测量技术
光纤电流测量技术
光纤图像传感器
光纤图像传感器是靠光纤传像束实现图像传输的。传像束由光纤按阵列排
列而成，一根传像束一般由数万到几十万条直径为l0～20μm 的光纤组成，每
条光纤传送一个像素信息。用传像束可对图像进行传递、分解、合成和修正。 传像束式的光纤图像传感器在医疗、工业、军事部门有着广泛的应用。
⑴ 工业用内窥镜
I
光纤 载流导线
起偏器 显微物镜
激光器
光探测器
检偏器
＝ VHL V：Verdet 常数
记录显示器
光纤电流传感器原理示意图
频率调制型光纤传感器
利用外界作用改变光纤中光的波长或频率，通过检测光纤中光的波长或 频率的变化来测量各种物理量,这两种调制方式分别称为波长调制和频率调 制。波长调制技术比强度调制技术用得少，其原因是解调技术比较复杂。 光纤光栅传感器 通过外界参量对布拉格中心波长的调制来获取传感信息
fc ＝
C 2nL
T1-3 ＝ 0， T1-4 ＝ 1
f ＝ f2
或： ＝ (12)/(2nL)
Fabry－Perot 光纤干涉仪
• 光纤波导腔 FFPF
•
光纤两端面直接镀高反射膜，
•
腔长一般为厘米到米量级，因
•
此自由谱区小。
2021现代光电测试技术完美版PPT
时，不产生干涉现像，可直接进行强度叠加。 图 2-35 星孔最大直径与艾里斑角半径的关系图
响，点光源通过光学系统成像后，在像面以及像面前 ２、使衍射环有足够的亮度对比和足够的衍射细节，对星孔的大小必须有一定的要求，一般星点直径d应不大于星点有效光束孔径所对
应的衍射像的半径R，即 1、平行光管应有足够长的焦距和优良的像质，且其通光孔径应大于待检物镜的入瞳直径。
在圆形光瞳的情况下，理想光学系统焦面内星点像的
光强分布就是圆函数的傅立叶变换的平方，即:
I (r) I0
2J1(
2
)
其中
krD f' rFr
式中，I (r ) / I 0 为相对强度， r 为在像平面上离开星点衍
射像中心的径向距离，J 1 ( ) 为一阶贝塞尔函数。
无像差星点衍射像如图2-32所示，在焦点上，中 心圆斑最亮，外面围绕着一系列亮度迅速减弱的同心 圆环。衍射光斑的中央亮斑集中了全部能量的80%以 上，其中第一亮环的最大强度不到中央亮斑最大强度 的2%。在焦点前后对称的截面上，衍射图形完全相 同，如图2-31所示。
为点扩散函数PSF(u,v),即：
PSF(u,v) F(u,v)
F(u,v)dudv
(2-30)
点扩散函数F(u,v)相同的区域，就是光学系统的
等晕区，即满足空间不变性条件的区域在等晕区内，
式（2-30）表示为： 式中， 为相对强度， 为在像平面上离开星点衍射像中心的径向距离， 为一阶贝塞尔函数。
差和 / 60快速变化的像差。
检验光路如图2-34所示。检验时，使被检验的 系统对无限远星点成像。产生无限远星点的方法是 在平行光管物镜的焦平面上安置一个星孔板，光源 通过聚光镜成像在星孔板上，使星孔得到照明。星 孔经平行光管物镜成像于无穷远处，通过被检验的 光学系统以后，用观察显微镜观察或CCD摄像系统 记录。在检验显微物镜时，被检验物镜可直接对星 孔板成像。需要时，可在显微镜后按上照相装置或 CCD摄像系统进行拍照或记录与处理。
响，点光源通过光学系统成像后，在像面以及像面前 ２、使衍射环有足够的亮度对比和足够的衍射细节，对星孔的大小必须有一定的要求，一般星点直径d应不大于星点有效光束孔径所对
应的衍射像的半径R，即 1、平行光管应有足够长的焦距和优良的像质，且其通光孔径应大于待检物镜的入瞳直径。
在圆形光瞳的情况下，理想光学系统焦面内星点像的
光强分布就是圆函数的傅立叶变换的平方，即:
I (r) I0
2J1(
2
)
其中
krD f' rFr
式中，I (r ) / I 0 为相对强度， r 为在像平面上离开星点衍
射像中心的径向距离，J 1 ( ) 为一阶贝塞尔函数。
无像差星点衍射像如图2-32所示，在焦点上，中 心圆斑最亮，外面围绕着一系列亮度迅速减弱的同心 圆环。衍射光斑的中央亮斑集中了全部能量的80%以 上，其中第一亮环的最大强度不到中央亮斑最大强度 的2%。在焦点前后对称的截面上，衍射图形完全相 同，如图2-31所示。
为点扩散函数PSF(u,v),即：
PSF(u,v) F(u,v)
F(u,v)dudv
(2-30)
点扩散函数F(u,v)相同的区域，就是光学系统的
等晕区，即满足空间不变性条件的区域在等晕区内，
式（2-30）表示为： 式中， 为相对强度， 为在像平面上离开星点衍射像中心的径向距离， 为一阶贝塞尔函数。
差和 / 60快速变化的像差。
检验光路如图2-34所示。检验时，使被检验的 系统对无限远星点成像。产生无限远星点的方法是 在平行光管物镜的焦平面上安置一个星孔板，光源 通过聚光镜成像在星孔板上，使星孔得到照明。星 孔经平行光管物镜成像于无穷远处，通过被检验的 光学系统以后，用观察显微镜观察或CCD摄像系统 记录。在检验显微物镜时，被检验物镜可直接对星 孔板成像。需要时，可在显微镜后按上照相装置或 CCD摄像系统进行拍照或记录与处理。
光电技术第一章优秀课件
I hq(1ed)Φe,
3. 丹培(Dember)效应
如图1-13所示，当半导体材料的一部分被遮蔽，另 一部分被光均匀照射时，在曝光区产生本征吸收的情况 下，将产生高密度的电子与空穴载流子，而遮蔽区的载 流子浓度很低，形成浓度差。
这种由于载流子迁移率 的差别产生受照面与遮 光面之间的伏特现象称 为丹培效应。
1
dg12qhK bfdl32e,12de,
在强辐射作用的情况下半导体材料的光电导灵敏度 不仅与材料的性质有关而且与入射辐射量有关，是 非线性的。
2. 光生伏特效应
光生伏特效应是基于半导体PN结基础上的一种将光 能转换成电能的效应。当入射辐射作用在半导体PN结上 产生本征吸收时，价带中的光生空穴与导带中的光生电子 在PN结内建电场的作用下分开，形成光生伏特电压或光 生电流的现象。
表明，具有能量的光子被电子吸收 后，只要光子的能量大于光电发射 材料的光电发射阈值Eth，则质量为 m的电子的初始动能便大于0。
光电发射阈值Eth的概念是建立在材料的能带结构基础上 的，对于金属材料，由于它的能级结构如图1-15所示， 导带与价带连在一起，因此，它的光电发射阈值Eth等于 真空能级与费米能级之差
结果在垂直于光照方向与磁 场方向的半导体上下表面上 产生伏特电压，称为光磁电 场。这种现象称为半导体的 光磁电效应。
光磁电场为
EZqB(nD 0 nnpp )0 (pp0pd)
式中，Δp0，Δpd分别为x=0，x=d处n型半导体在光 辐射作用下激发出的少数载流子（空穴）的浓度； D为双极性载流子的扩散系数，在数值上等于
丹培效应产生的光生电压可由下式计算
U DK q T n n p p l n 1n 0n n p p0 n p 0
3. 丹培(Dember)效应
如图1-13所示，当半导体材料的一部分被遮蔽，另 一部分被光均匀照射时，在曝光区产生本征吸收的情况 下，将产生高密度的电子与空穴载流子，而遮蔽区的载 流子浓度很低，形成浓度差。
这种由于载流子迁移率 的差别产生受照面与遮 光面之间的伏特现象称 为丹培效应。
1
dg12qhK bfdl32e,12de,
在强辐射作用的情况下半导体材料的光电导灵敏度 不仅与材料的性质有关而且与入射辐射量有关，是 非线性的。
2. 光生伏特效应
光生伏特效应是基于半导体PN结基础上的一种将光 能转换成电能的效应。当入射辐射作用在半导体PN结上 产生本征吸收时，价带中的光生空穴与导带中的光生电子 在PN结内建电场的作用下分开，形成光生伏特电压或光 生电流的现象。
表明，具有能量的光子被电子吸收 后，只要光子的能量大于光电发射 材料的光电发射阈值Eth，则质量为 m的电子的初始动能便大于0。
光电发射阈值Eth的概念是建立在材料的能带结构基础上 的，对于金属材料，由于它的能级结构如图1-15所示， 导带与价带连在一起，因此，它的光电发射阈值Eth等于 真空能级与费米能级之差
结果在垂直于光照方向与磁 场方向的半导体上下表面上 产生伏特电压，称为光磁电 场。这种现象称为半导体的 光磁电效应。
光磁电场为
EZqB(nD 0 nnpp )0 (pp0pd)
式中，Δp0，Δpd分别为x=0，x=d处n型半导体在光 辐射作用下激发出的少数载流子（空穴）的浓度； D为双极性载流子的扩散系数，在数值上等于
丹培效应产生的光生电压可由下式计算
U DK q T n n p p l n 1n 0n n p p0 n p 0
《光电检测技术》PPT课件
由图：辐射源向空间某一方向与法线成θ角， ΔΩ立体角内辐射的功率为
Lcos
与法线成θ角方向上的辐射强度ΔΙθ为
I
LA c os
I0 cos
即：在某一方向上的辐射强度等于这个面垂直方向上的辐射强度 乘以方向角的余弦
4. 朗伯辐射源的L与M关系
2
M L
cosd L0
d 2 cos sind L 0
= 1 metres
尺 1 Decimetre
分 米 = 1 dm
=
10-1 metres
1 Centimetre
厘 米 = 1 cm
=
10-2 metres
1 Millimetre
毫 米 = 1 mm
= 10-3 metres
1 Decimillimetre 丝 米 = 1 dmm =
10-4 metres
五、辐射传输中的相关定律
考虑到辐射在介质和光学元件的表面反射、内部吸收和散射 情况
1. 总功率定律
由能量守恒定律
Pi P P P
定义：反射率：
P
Pi
吸收率： 透过率：
P
则：
Pi
P
Pi
1
26
注意点： 1. 反射率、吸收率、透过率通常随辐射光波长发生变化； 2. 影响反射率的主要因素是：材料种类、表面特性、入射角； 3. 影响吸收率的主要因素是：材料种类、均匀性、温度； 4. 透射率是被动的，随材料的反射率和吸收率而变化。
辐能密度定义为单位体积元内的辐射能，即
dQ
dV
4. 辐射通量（Φ，P）
单位时间内的辐射能
dQ 、 P dQ
dt
dt
7
5. 辐射强度（ I ）
Lcos
与法线成θ角方向上的辐射强度ΔΙθ为
I
LA c os
I0 cos
即：在某一方向上的辐射强度等于这个面垂直方向上的辐射强度 乘以方向角的余弦
4. 朗伯辐射源的L与M关系
2
M L
cosd L0
d 2 cos sind L 0
= 1 metres
尺 1 Decimetre
分 米 = 1 dm
=
10-1 metres
1 Centimetre
厘 米 = 1 cm
=
10-2 metres
1 Millimetre
毫 米 = 1 mm
= 10-3 metres
1 Decimillimetre 丝 米 = 1 dmm =
10-4 metres
五、辐射传输中的相关定律
考虑到辐射在介质和光学元件的表面反射、内部吸收和散射 情况
1. 总功率定律
由能量守恒定律
Pi P P P
定义：反射率：
P
Pi
吸收率： 透过率：
P
则：
Pi
P
Pi
1
26
注意点： 1. 反射率、吸收率、透过率通常随辐射光波长发生变化； 2. 影响反射率的主要因素是：材料种类、表面特性、入射角； 3. 影响吸收率的主要因素是：材料种类、均匀性、温度； 4. 透射率是被动的，随材料的反射率和吸收率而变化。
辐能密度定义为单位体积元内的辐射能，即
dQ
dV
4. 辐射通量（Φ，P）
单位时间内的辐射能
dQ 、 P dQ
dt
dt
7
5. 辐射强度（ I ）
经典：光电技术课程设计PPT课件
为等效电路。
30
图1 硅光电池原理图
31
2、光电池的特性参数
（1） 光照特性
光电池的光照特性，用入射光强-电流电压特性和入 射光强-负载特性来描述。
入射光强-电流电压特性描述的是开路电压VOC和短开路 电流ISC随入射光强变化的规律，如下图所示。
入射光强-电流电压特性
描述的是开路电压VOC和短 开路电流ISC随入射光强变 化的规律，如下图所示。
调节光源调节单元的“照度加”或“照度减”旋钮 ，以改变投射到RL上的光线强度，蜂鸣器就能模拟出 忽高忽低、非常逼真的多种“鸟鸣声”，且指示灯LED 亮。
10
三、实验实验步骤 利用二次开发实验模块自行搭建电路，电路如图4-2
所示。参考电路原理图自行进行调试。 1、打开实验箱电源，调节照度计“调零”旋钮，至照 度计显示为“000.0”为止，关闭实验箱电源。 2、J7、J8分别连接实验箱上的光敏电阻结构件黄、蓝 插孔，同时将套筒红、黑插孔与照度计红、黑插孔相 连。 3、打开实验箱电源，按下开关K1和K6，K7拨向左端， 同时保证其余开关都弹起。 4、调节光照强度，听蜂鸣器声音变化，用示波器观察 蜂鸣器正端波形（或R23左端波形）。 5、将“电源调节”旋钮逆时针旋至不可调位置，关闭 实验箱电源。
20
光敏三极管的工作有两个过程，一是光电转换；二 是光电流放大。光电转换过程是在bc结内进行，与一 般光敏二极管相同。当集电极加上相对于发射极为正 向电压而基极开路时（图（b）），则bc结处于反向偏 压状态。无光照时，由于热激发而产生的少数载流子 电子从基极进入集电极，空穴则从集电极移向基极， 在外电路中有电流（即暗电流）流过。当光照射基区 时，在该区产生电子—空穴对，光生电子在内电场作 用下漂移到集电极，形成光电流，这一过程类似于光 敏二极管。与此同时。空穴则留在基区，使基区的电 位升高，发射极便有大量电子经基极流向集电极，总 的集电极电流为
光电检测技术及应用教学课件ppt...
2-9某种半导体材料，在有光照射时的电阻为50Ω，无光照射时电阻为5Ωk ，试求出该半导体材料的光电导。
解：该半导体的暗电导为：1431021051--Ω⨯=⨯=d g 亮电导为：102.0501-Ω==L g 光电导为：10198.0-Ω=-=d L g g g 2-10要从电子逸出功为2.4eV 金属中产生光电子发射，求：1）所需入射光的最低频率是多少？2）若入射光的波长为300nm 时，则发射出来的光电子的最大动能是多少？解：（1）根据光电发射效应中光电能量转换的基本关系：th E mv h +=2021υ所需的最低频率就是使光电子逸出的初始动能为0，则：thE h =min υHz h E th 143419min 108.51063.6106.14.2⨯=⨯⨯⨯==--υ（2）根据光电发射效应中光电能量转换的基本关系：th E mv h +=2021υth th E c h E h mv -=-=λυ2021199834106.14.2103001031063.6---⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=eVJ 74.11079.219=⨯=-2-11某光电阴极在波长为520nm 的光照射下，光电子的最大动能为0.76eV ，求此光电阴极的逸出功是多少？解：根据光电发射效应中光电能量转换的基本关系：th E mv h +=2021υ20202121mv c h mv h E th -=-=λυ199834106.176.0105201031063.6---⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=eVJ 63.1106.219=⨯=-3-9若甲、乙两厂生产的光电器件在色温2856K 标准钨丝灯下标定的灵敏度分别为W A S e μμ5=，lm A S v 4.0=。
试比较甲、乙两厂光电器件灵敏度的高低。
解：因为色温2856K 标准钨丝灯下的光视效能为17W lm ，所以：lmA W A S e 29.05==μμ显然，e v S S >，因此乙厂生产的光电器件灵敏度较高。
《光电信息技术》PPT课件
20
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
目录
序 前言
第一章：光电信息技术物理基础
§1.1 理论基础 §1.1.1 半导体能带理论 §1.1.2 光电发射效应 §1.1.3 光电导效应 §1.1.4 光伏效应 §1.1.5 热释电效应
21
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
8
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
专家倡导的“863计划”受信息化、数字 化、网络化浪潮的推动，中国的光电信 息市场和产业也呈现出高速增长态势， 成为拉动整个国民经济增长的第一支柱 行业。1999年底全国范围内建成了“八 横八纵”的光缆网．武汉、广东和长春
等地提出了建设中国光谷的规划。
现代信息技术的发展，迫切需要培
划的
7
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
重点是光电子产业。据国家统计资料显 示，世纪具有代表意义的主导产业，第 一是光子产业，第二是信息通信产 业……”。 我国政府十分重视光电子技术和产 业的发展，已将它列入国民经济优先发 展的领域，把光电子产业列为国家重点 发展计划，继1986年3月王大恒等四位
8 ．试设计一个用于水下作业的光纤开关系统， 用双向可控硅控制用电器。请画出全部电子线 路图。
25
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
§4.2.2 光电遥控 §4.2.3 光纤开关 §4.3 光纤通信 §4.3.1 光纤通信原理及构成 §4.3.2 光纤通信系统 §4.3.3 光纤网络系统 §4.4 光纤传感器 §4.4.1 元件型光纤传感器 §4.4.2 传输型光纤传感器
13
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目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
目录
序 前言
第一章：光电信息技术物理基础
§1.1 理论基础 §1.1.1 半导体能带理论 §1.1.2 光电发射效应 §1.1.3 光电导效应 §1.1.4 光伏效应 §1.1.5 热释电效应
21
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8
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专家倡导的“863计划”受信息化、数字 化、网络化浪潮的推动，中国的光电信 息市场和产业也呈现出高速增长态势， 成为拉动整个国民经济增长的第一支柱 行业。1999年底全国范围内建成了“八 横八纵”的光缆网．武汉、广东和长春
等地提出了建设中国光谷的规划。
现代信息技术的发展，迫切需要培
划的
7
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重点是光电子产业。据国家统计资料显 示，世纪具有代表意义的主导产业，第 一是光子产业，第二是信息通信产 业……”。 我国政府十分重视光电子技术和产 业的发展，已将它列入国民经济优先发 展的领域，把光电子产业列为国家重点 发展计划，继1986年3月王大恒等四位
8 ．试设计一个用于水下作业的光纤开关系统， 用双向可控硅控制用电器。请画出全部电子线 路图。
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§4.2.2 光电遥控 §4.2.3 光纤开关 §4.3 光纤通信 §4.3.1 光纤通信原理及构成 §4.3.2 光纤通信系统 §4.3.3 光纤网络系统 §4.4 光纤传感器 §4.4.1 元件型光纤传感器 §4.4.2 传输型光纤传感器
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《光电检测技术》幻灯片
例：空调机测量控制室温 被测对象： 室内空气 被测信息： 温度 检测器具： 温度传感器 --- 热电阻、热电偶
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，
第四节 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
第五节 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
第一节 绪 论
光电信息技术
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。
光电检测系统
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
光电检测系统
光学变换 时域变换：调制振幅、频率、相位、脉宽 空域变换：光学扫描 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 光电/热电器件〔传感器〕、变换电路、前置放大 将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、
光电检测系统与人操作功能比较
被测物体
感觉器官
人脑
手控
被测物体
光电传感
微机
执行机构
光电传感局部相当于人身的感觉器官
光电检测系统的功能分类