光电测试技术
光电测试技术光的偏振及检测技术
03.06.2019
9
偏振片的起偏和检偏 一、起偏
从自然光获得偏振光叫“起偏”，相应的 光学器件叫“起偏器”。
起偏的原理: 利用某种形式的不对称性,如
（1）物质的二向色性， （2）散射， （3）反射和折射， （4）双折射….
03.06.2019
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偏振片（Polaroid）
是由自然光获得线偏振光的平面片状器件， 通常用P表示。
双
折 射
光 光
方解石 晶体
当方解石晶体旋转时， o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 射
光光
方解石 晶体
当方解石晶体旋转时， o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 射
光光
方解石 晶体
当方解石晶体旋转时， o光不动，e光围绕o光旋转
纸面
双
折 光光
射
方解石 晶体
当方解石晶体旋转时， o光不动，e光围绕o光旋转
I11 2I1co23s 0 I2 1 2I2co26s0
但按题意 I1 I2 即 I1co 23s 0 I2co 26s 0
所以
I1
co2s60
1 4
1
I2
co2s30
3 4
3
03.06.2019
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例题
光强为 I0 的自然光相继通过偏振片P1、P2、P3后光 强为I0 /8，已知P1 P3，问：P1、P2间夹角为何？
与光轴组成的平面。
•• 非常光：它的折射率（即波速）随方向而变化， 并且不一定在入射面内传播，简称为 e 光。
e 光振动方向平行于该光线（在晶体中） 与光轴组成的平面。
03.06.2019
光电测试技术-第3章 色度和光度测试技术(2／4)
2010-10-15
3
第3章 色度和光度测试技术
§3-2 CIE色度计算方法
为波长λ 为波长λ的光谱 1 色品坐标计算， k叫做归化系数 叫做归化系数 归化系数， 三刺激值 它是将照明物体 要计算颜色的色品坐标， 已知某颜色的刺激函数 (λ ) ，要计算颜色的色品坐标，必 或光源） （或光源）的Y值 须先求得颜色的三刺激值。计算公式为： 须先求得颜色的三刺激值。计算公式为： 归一化为100时得 归一化为100时得 出的
X = X1 + X 2 Y = Y1 + Y2 Z = Z + Z 1 2
2010-10-15 6
第3章 色度和光度测试技术
§3-2 CIE色度计算方法
2 颜色相加计算 计算步骤： 计算步骤：
X Y Z = = = X +Y + Z 由 x y z
可得 于是
X = X1 + X 2 Y = Y1 + Y2 Z = Z + Z 1 2
Pe = OM x x0 y y0 = = OL xλ x0 yλ y0
Yλ yλ 亮度纯度 Pc = = Pe Y y
它表明主波长 的光谱色在样 品颜色中所占 亮度比重
10
2010-1度和光度测试技术
哈尔滨工业大学
第3章 色度和光度测试技术
§3-2 CIE色度计算方法
2010-10-15
2
第3章 色度和光度测试技术
§3-2 CIE色度计算方法
CIE除了推荐标准色度系统外，还推荐了一系列的计算方法。 CIE除了推荐标准色度系统外，还推荐了一系列的计算方法。 除了推荐标准色度系统外 如： 色品坐标的计算 颜色相加计算 主波长和色纯度计算 色差计算 同色异谱程度的计算等
光电测试技术-第0章_绪论
x U x
21
其中，扩展不确定度U应取最多两位有效数字。
2014-8-30
第0章 绪论
3.5 间接测量的数据处理步骤 间接测量值为直接测量值的函数
V f ( x1, x2 ,xn )
当各个测量值及其误差为已知时，按下列步骤处理数据。 1) 计算间接测量值 V 。将各直接测量值的算术平均值代入函 数式求 V 。 2) 根据各误差传递系数和标准偏差估计值的大小可以判知哪个 （几个）直接测量值对测量结果影响较大，则尽量减小或消 除该项（几项）量值的系统误差。
ISO1000-1981规定的 七个基本量:
量的名称 长 质 时 电 度 量 间 流 单位名称 米 千克(公斤) 秒 安 [培 ] 开[尔文] 单位符号 m kg s A K
热力学温度
物质的量
发光强度
2014-8-30
摩[尔]
坎[德拉]
mol
cd
8
第0章 绪论
2.3 测量中应遵循的原则 阿贝原则——长度测量时，标准量应安放在被测件测量中 心线的延长线上。做到这一点可以避免产生一阶误差。 封闭原则——圆周分度首尾相接的间距误差的总和为零， 表示为 ∑fi = 0 式中，fi 为分划间距(用角度表示)误差。这也就是分度误 差的闭合条件。 测量时，满足封闭性可以实现自检，因而可以提高测量的 精度。
2 2 2
合成标准不确定度为
V 2 V 2 V 2 uc V x u ( x1 ) x u ( x2 ) x u ( xn ) 1 2 n
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22
第0章 绪论
3）计算间接测量结果的合成标准不确定度。 标准偏差的估计值为
光电测试技术-第1章基本光学量的测试技术1
2
2024/7/13
11
第1章 基本光学量的测试技术
§1-1 光电系统的对准和调焦技术
1. 目视系统的对准和调焦
1.2 望远镜的对准不确定度和调焦不确定度 2）望远镜的调焦标准不确定度——消视差法 将人眼的消视差法调焦不确定度换算到望远镜物方
Γ 2b
注意：眼瞳的有效移动距离b不等于眼瞳的实际移动距 离t，而等于出瞳中心到进入眼瞳的光束中心的距离。 如图所示。
清晰度法是以目标与比较标志同样清晰为准。调焦不确定 度是由于存在几何焦深和物理焦深所造成的。
几何焦深是指当弥散圆直径等于人眼分辨极限时，目标至 标志的距离δx的两倍2δx。
由几何焦深造成的人眼调焦标准不确定度为
1'
1 l2
1 l1
ae De
单式位中为，ra1 'd。以m-1为单位，这时l1、l2和De的单位为m，αe的
λ/K（常取K＝6）时，人眼仍分辨不出此时视网膜上的衍
射图像与艾里斑有什么差别。即如果目标与标志相距小于
dl时眼睛仍认为二者的像同样清晰，通常将2dl称为物理
焦深。由物理焦深造成的人眼调焦的标准不确定度由下式
求得
De2 De2
k 8l2 8l1
2 '
1 l2
1 l1
8
KDe2
式中，l2＝l1±dl；De为眼瞳直径（De与波长λ的单位皆
光电对准分类： 光度式：普通光度式、差动光度式 相位式
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第1章 基本光学量的测试技术
§1-1 光电系统的对准和调焦技术
2. 光电对准
光敏电阻
鉴别器
放大器
指零仪表
测微器
光电测试技术-非相干信号检测技术
为了满足不断增长的光电信号检测需求，需要提高非相干 信号检测的性能，包括提高检测灵敏度、降低噪声、减小 检测误差等。
在保持高性能的同时，还需要降低非相干信号检测的成本 ，包括降低材料成本、制造成本和运营成本等，以促进非 相干信号检测技术的广泛应用和普及。
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缺点
需要使用调制器和解调器，增加了系 统的复杂性和成本。
频谱分析法
优点
可以提供全面的光信号信息，适用于复杂的光信号检测和分析。
缺点
需要使用光谱分析仪或傅里叶变换光谱仪，成本较高，且对测试环境和操作要求较高。
04 非相干信号检测技术的性 能指标
检测范围与精度
检测范围
非相干信号检测技术的检测范围包括光谱范围、功率范围和温度范围等，这些范围决定了该技术在特 定应用中的适用性。
抗干扰能力
在实际应用中，非相干信号检测技术可 能会受到各种噪声和干扰的影响。抗干 扰能力强的技术能够更好地抑制噪声， 提高测试结果的准确性。
VS
可靠性
可靠的非相干信号检测技术能够在长时间 内保持稳定的性能，降低故障率，提高测 试系统的可用性。
05 非相干信号检测技术的实 际应用案例
光电传感器的非相干信号检测
检测精度
高精度的非相干信号检测技术能够准确测量信号的微小变化，从而提高测试结果的可靠性。
响应速度与稳定性
响应速度
非相干信号检测技术的响应速度决定了测试系统的实时性能，快速响应技术能够更好地 捕捉信号变化。
稳定性
稳定的非相干信号检测技术能够提供一致的测试结果，降低测试误差，提高测试的可重 复性。
抗干扰能力与可靠性
06 非相干信号检测技术的未 来发展与挑战
光电器件测试技术及其应用
光电器件测试技术及其应用第一章介绍光电器件指的是将光学和电子学技术相结合的器件，如半导体激光器、光电二极管、光电开关等。
这些器件广泛应用于通讯、医疗、测量、信息处理、光学传感等领域。
为了保证这些器件的性能和质量，需要对它们进行测试。
光电器件测试技术是指为了研究光电器件的各种物理、电学、光学、热力学等特性，采用各种手段进行实验检测，从而确保其性能和质量。
第二章光电器件的分类1.半导体激光器半导体激光器是一类利用半导体材料的电子结构产生激光的器件，广泛应用于通信、数据存储、医疗、工业和军事领域。
常用的测试指标有均匀度、光谱特性、光强、波长稳定性、散焦等特性。
2.光电二极管光电二极管是将光信号转换为电信号的器件，具有高灵敏度、响应速度快等优点，广泛应用于光通信、光电子测量、医疗检测等领域。
常用的测试指标有响应速度、量子效率、噪声特性、幅度、时间响应等特性。
3.光电开关光电开关是利用光电效应实现光控开关的器件，常用于自动控制、仪表、测量等领域。
测试指标包括开关速度、发射功率、接受灵敏度等特性。
4.其他光电器件还有一些其他光电器件，如光电探测器、光电移频器、光电晶体等，均有各自的特性和应用领域。
测试指标根据器件的性质和用途而定。
第三章光电器件测试技术1.光学测试技术光学测试技术通常包括光谱分析、强度分析、相位分析、波长分析、散射分析和偏振分析等。
这些技术可以通过使用分光仪、衰减器、偏振片、反光镜、衍射光栅和气体激光泵浦系统等设备进行测试。
2.电学测试技术电学测试技术针对电光响应、电容、电压、电流等电学特性进行测试。
常用的测试设备有示波器、电流源、电压源和信号发生器等。
3.热力学测试技术热力学测试技术包括热扩散率、热导率、热膨胀、热惯性等特性测试。
常用设备有热电偶、热流量计、热像仪、热成像仪等。
4.机械测试技术机械测试技术可用于测试强度、硬度、刚度、弹性、疲劳等机械特性。
通常使用试验机、强度测试仪、扫描电镜、原子力显微镜等设备进行测试。
光电测试技术
光电测试技术第二版（答案）第一章1.试述光电测试技术与信息技术的关系。
答：信息技术是指从工程应用上研究信息，包括电子信息技术、光学信息技术和光电信息技术等。
而光电测试技术是光电信息技术的主要技术之一，它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。
2.光电测试系统由哪几部分组成？何谓光学变换与光电转换？答：光电测试系统的组成部分：光源、光学系统、被测对象、光学变换、光电转换、电信息处理，而电信息处理又包括存储，显示和控制等。
光学变换通常是用各种光学元件和光学系统来实现的，如平面镜、光狭缝、光楔、透镜、偏振器、光栅、光成像系统和光干涉系统等，实现将被测量转换为光参量（振幅﹑频率﹑相位﹑偏振态﹑传播方向变化等）。
光电转换是用各种光电变换器件来完成的，如光电检测器件﹑光电摄像器件﹑光电热敏器件等。
第二章1.试述光通量﹑发光强度﹑光亮度和光照度的定义和单位。
答：光通量（v φ）又称光功率，单位为流明（lm ）,它与电磁辐射的辐射通量e φ相对应，也可以说它是电磁辐射在可见光范围内的辐射通量，而e φ得单位是w ，所以光通量的单位有时也用w 。
发光强度（v I ）是指点辐射源在给定方向上的单位立体角内辐射的光通量。
单位为cd candela sr lm -1==⋅。
1坎德拉相当于均匀点光源在单位立体角内发出1lm 的光通量。
光亮度（v L ）是指光源在一定方向上的的单位投影面积上，在单位立体角中发射的光通量。
单位是-2m cd ⋅或者2m lm/sr ⋅。
光照度（v E ）是指投射到单位面积上的光通量，或者说接受光的面元上单位面积被辐射的光通量。
单位为X l ，-2m lm l ⋅=X 。
2.试述光照度余弦定律和朗伯定律的含义。
答：光照度余弦定律描述了光辐射在半球空间内照度的变化规律，是指任意表面上的照度随该表面法线与辐射能传播方向之间的夹角余弦变化。
点光源O 发出的光以立体角Ω向外辐射光通量，在面积A 上的照度为E ,而A 与夹角为θ面元'A 上照度为'E ,则A E V /φ=,''/A E V φ=，由于在该立体角内点光源发出的光通量不随传输距离而变化，因而面元A 与'A 上有相同的光通量，又因为θcos 'A A =，因而有θcos 'E E =。
《光电测试技术》课件
介绍光电测试在工业生产中的具体应用案例，如质量检测、自动化控制和无人机导航。
结语
1 发展趋势
2 展望与建议
展望光电测试技术的未来发展，如新材料 应用、智能化测试和高精度测量。
提出展望光电测试技术的建议，如加强教 育培训、促进技术创新和加强国际合作。
基本原理
解释光电测试的基本原理，从光电传感器到仪器的测量过程。
光电传感器
种类及特点
介绍不同类型的光电传感器及 其特点，如光敏电阻、光电二 极管和光电三极管。
测量原理
解释光电传感器的测量原理， 从光的吸收到电信号的转换过 程。
应用场景
展示光电传感器在各种实际场 景中的应用，如自动化生产、 安防监控和机器人导航。
光电仪器
种类及特点
概述不同类型的光电仪器，如光功率计、光谱分析仪和光学显微镜，并介绍它们的特点。
选择与应用
提供选择光电仪器的指导，并探讨它们在各个行业中的具体应用。
校准与维护
介绍光电仪器的校准和维护方法，以确保测试结果的准确性和可靠性。
光电测试方案
1
流程及步骤
详细说明光电测试的流程和步骤，包
指标及判定标准
2
括准备、测试和数据分析。
列举常见的光电测试指标，并解释它
们的判定标准和合格要求。
3
结果的分析与处理
讨论对光电测试结果进行分析和处理 的方法和技巧。
典型案例
电子产品中的应用
展示光电测试在电子产品中的具体应用案例，如手机、平板电脑和光纤通信设备。
医疗器械中的应用
探索光电测试在医疗器械中的应用案例，如医用光学成像、生物传感器和健康监测设备。
《光电测试技术》PPT课 件
光电测试技术第2章基本光学量的测试技术(5／6)
b)边缘焦点和 近轴焦点之间
b)
c) d)
y
y
x
x
c)近轴焦点前 d)近轴焦点处
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§2-5 刀口阴影法检验
1. 刀口阴影法基本原理
被测件
1.3 刀口仪的光路和结构 用阴影法观察小波孔面光误阑差转，盘光聚路光的镜安排有灯自泡准直调节和螺非钉自准
直两种。自准直和非自准直光路所看到的阴影图基本相 同6，0°但进行定量检验时必须考虑到自准直光路光光线两
TW x ,W y 10
W x cos1W y sin1R r1 W x cos1W y sin1R r1
阴影图的形状决定于分界线：
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W xcos1W ysin1R r1
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§2-5 刀口阴影法检验
§2-5 刀口阴影法检验 y 1. 刀口阴影法基本原理
1.2 刀口阴影法的几何原理
例子：球差+离焦误差
再假设刀口位于光轴上，即r1＝0
y3x22D Ay4A r1R0
y
y3 x2 2DAy0
x
a) y
x
y2
x2
D
2A
y 0
a)边缘焦点后
1. 刀口阴影法基本原理
1.2 刀口阴影法的几何原理
例子：离焦误差
其波像差为
W(x,y)D(x2y2)
阴影边界线为（直线）xcos1ysin12rD 1R
设刀口平行于y轴， 1 0 （平行y轴的直线）
x r1 2DR
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§2-5 刀口阴影法检验
W (x ,y ) A (x 2 y 2 )2 D (x 2 y 2 )
光电检测
第1章概述光电检测技术是光电信息技术的主要技术之一，它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。
如用光电方法实现各种物理量的测量，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，图像测量等。
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，他具有如下特点：（1）高精度。
光电测量的精度是各种测量技术中精度最高的一种。
如用激光干涉法测量长度的精度可达0.05μm/m；光栅莫尔条纹法测角可达到；用激光测距法测量地球与月球之间距离的分辨力可达到1m。
（2）高速度。
光电测量以光为媒介，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。
光是最便于远距离粗寒痹的介质，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）非接触测量。
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，是各种测量方法中效率最高的一种。
（5）寿命长。
在理论上光波是永不磨损的，只要复现性做得好，可以永久的使用。
（6）具有很强的信息处理和运算能力，可将复杂信息并行处理。
用光电方法还便于信息的控制和存储，易于实现自动化，，易于与计算机连接，易于实现只能化。
光电测试技术是现代科学、国家现代化建设和人民生活中不可缺少的新技术，是机、光、电、计算机相结合的新技术，是最具有潜力的信息技术之一。
1.1本课题的前景与意义随着社会科学技术的迅速发展，人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。
传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。
这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点。
而且安全性能也不是很好。
光电报警就很好的改善了这些方面。
如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。
光电测试技术激光原理技术
激光技术在光电测试中的角色
高精度测量
激光技术可以提供高精度的 测量结果，用于光电测试中 的精确定位和尺寸测量。
非接触式测量
激光技术可以实现非接触式 测量，避免了物理接触导致 的测量误差。
快速速度和高频率
激光技术具有快速的反应速 度和高频率的特点，适用于 高速度和实时性要求的光电 测试。
光电测试技术激光原理技 术
在这个演示中，我们将介绍光电测试技术和激光原理技术的基本概念，以及 它们在工业中的应用。让我们一起探索这个令人着迷的领域！
光电测试技术简介
什么是光电测试技术？
光电测试技术是使用光学和电子学的原理来 进行测量、分析和控制的技术领域。
为什么光电测试技术重要？
光电测试技术可以提供高精度和高速度的测 量结果，对许多行业的产品质量和性能有重 要影响。
激光具有高亮度、高单 色性和高相干性等特点， 适用于许多应用领域。
光电测试技术在工业中的应用
光纤通信
光电测试技术在光纤通信的构建、监测和维护 中起着重要作用。
太阳能发电
光电测试技术用于太阳能电池板的效率测试和 性能分析。
机器人制造
光电测试技术可以用于机器人制造过程的质量 控制和自动化调整。
汽车生产
常用的光电测试设备
光源
光电测试中常用的光源包括激光、LED和氙 灯等。
光口系统
光口系统包括光纤连接器、光纤耦合器和光 纤束等。
光电探测器
光电测试中常用的探测器包括光电二极管、 光电二极管阵列和光电倍增管等。
光学仪器
光学仪器包括光源稳定器、光功率计和光谱 仪等。
光电测试技术的发展趋势
1
第3章 光电测试技术常用光学系统
2
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2.准直、自准直光学系统
准直技术 --- 利用光线做基准实现瞄准或角度测量的技术 --- 利用望远系统把视场光阑处分划板上的十字标记投射到某 一调焦位置的参考靶上，并使十字标记中心与参考靶中心重合 由两个中心所表述的参考直线 --- 准直或准线 参考直线的方向 --- 望远系统光轴的方向 自准直--- 物镜前面的平面反射镜
37
2）临界照明 ---光源发出的光通过聚光镜成像在物面上或其附近的照明方式
光源灯丝
成像
物平面
优点---视场范围内有最大的亮度，而且没有杂光 缺点---光源亮度的不均匀性将直接反映在物面上， 并且不满足光孔转接原则
38
3）远心柯勒照明
集光镜 --- 光源成像到聚光镜的前焦面上 孔径光阑 --- 聚光镜的物方焦面上（像方远心光路） 视场光阑 --- 成像到物面上（聚光镜） --- 消除了临界照明中物平面照度不均匀的缺点 孔径光阑---大小可调，经聚光镜成像于物镜的入瞳位置 （满足光孔转接原则，充分利用了光能） 孔径光阑大小 ---- 决定照明系统的孔径角、分辨力和对比度； 视场光阑 --- 控制照明视场的大小，避免杂光进入物镜
接收器的尺寸一定 --- 物镜焦距与视场角成反比
拍摄远方物体时，物方最大视场角为
tg max y' max / 2 f '
y´max---感光元件的对角线长度
24
2) 相对孔径和分辨力 D ---入瞳直径（或物镜口径）与物镜焦距之比 f' 影响着物镜的鉴别率和像面照度 光圈（F 数） --- 相对孔径的倒数
NA n sin u
n---物方介质的折射率; u --- 物方孔径角 与分辨本领的关系 --- 瑞利判据或道威判据（显微系统） 投影仪的分辨力经放大倍后应与人眼的分辨本领相适应
光电元件测试技术使用技巧及注意事项分享
光电元件测试技术使用技巧及注意事项分享光电元件作为现代电子技术中不可或缺的一部分，被广泛应用于光通信、光电显示、光纤传感、激光器等领域。
为了保证光电元件的性能和质量，光电元件的测试工作显得尤为重要。
本文将从实际应用的角度，分享一些光电元件测试技术的使用技巧及注意事项。
一、测试设备的选择在选择测试设备时，首先要考虑测试的类型。
光电元件测试通常包括光输出功率、频率响应、光电转换效率、光衰减系数等多种指标。
根据需要选择合适的测试设备，如功率计、频谱仪、光谱仪、网络分析仪等。
二、测试环境的准备测试环境对光电元件测试结果的准确性影响较大。
在进行测试前，需要准备合适的测试环境。
其中包括光源的选择、光源的稳定性、测试室的屏蔽、光路的对齐等。
确保测试环境的稳定性和一致性，有助于提高测试结果的准确性。
三、测试样品的处理在进行光电元件测试之前，需要对测试样品进行合理的处理。
首先，要注意保持测试样品的清洁，避免灰尘、油污等对测试结果的影响。
其次，对于一些易受温度、湿度、环境光等因素影响的光电元件，需要在测试过程中进行相应的预热或者调零处理。
四、测试参数的选择在进行光电元件测试时，选择合适的测试参数对测试结果的准确性和可靠性起到关键作用。
对于光输出功率的测试，需要考虑波长范围、功率范围、测量时间等因素。
对于频率响应和光电转换效率的测试，需要考虑测试的频率、采样速率、激励信号等参数。
五、测试过程控制在进行光电元件测试时，需要合理控制测试过程中的各个因素。
例如，在测试光输出功率时，需要保持光源的稳定性，避免温度、电流等因素对测试结果的影响。
同时，还需要避免测试时间过长，以防止光电元件的老化和性能变差。
六、测试结果的分析在进行光电元件测试之后，需要对测试结果进行合理的分析。
首先，要对测试数据进行统计和整理，计算平均值、方差等统计量。
其次，可以采用图表的方式展示测试数据，以便更直观地分析测试结果。
最后，对于不符合要求的测试结果，需要进一步分析原因，找出改进的方向。
光电测试技术-第2章_基本光学量的测试技术(5／6)
2011-9-27
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第2章 基本光学量的测试技术
图示为自准直刀口仪镜管的光路图。 图示为自准直刀口仪镜管的光路图。 为自准直刀口仪镜管的光路图 30° 30°
刀刃 刀片 滤光片 自准直刀口仪光路图
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第2章 基本光学量的测试技术
§2-5 刀口阴影法检验
1. 刀口阴影法基本原理
1.3 刀口仪的光路和结构 仪器的调整步骤： 仪器的调整步骤： (1)出射光束的调整。要求出射光束在相对孔径为1/2的 (1)出射光束的调整。要求出射光束在相对孔径为1/2的 出射光束的调整 被检系统整个入瞳面上造成均匀的照度； 被检系统整个入瞳面上造成均匀的照度； (2)光阑的选择。被检系统的实际波面具有轴对称性时， (2)光阑的选择。被检系统的实际波面具有轴对称性时， 光阑的选择 选用狭缝较有利，否则选用小孔较为有利。 选用狭缝较有利，否则选用小孔较为有利。根据被检 系统相对孔径大小和反射回来的光束的强弱来选用小 孔的直径和狭缝的宽度。相对孔径小而反射光弱的， 孔的直径和狭缝的宽度。相对孔径小而反射光弱的， 应选直径大的小孔或宽的狭缝； 应选直径大的小孔或宽的狭缝；
2011-9-27 5
第2章 基本光学量的测试技术
§2-5 刀口阴影法检验
1. 刀口阴影法基本原理
1.2 刀口阴影法的几何原理 前面叙述了刀口阴影法的基本概念，直观而定性地阐明 前面叙述了刀口阴影法的基本概念， 了被检验实际波面形状以及刀口位置对所形成阴影图的 影响和它们之间的关系。 影响和它们之间的关系。 下面进一步从几何光学的观点来讨论在刀口阴影法中， 下面进一步从几何光学的观点来讨论在刀口阴影法中， 被检实际波面的面形、 被检实际波面的面形、刀口位置与阴影图形状的解析关 系。
光电性能测试与分析技术研究
光电性能测试与分析技术研究光电性能测试是一项重要的技术，用于测试各种光电材料的性能参数，以评估其在光电器件中的实际应用能力。
光电性能测试与分析技术是一项较为复杂的技术，需要多种测试方法和分析手段，对测试过程中的数据准确性和结果分析的可靠性都有较高的要求。
本文将从测试方法、测试数据和结果分析等方面进行探讨。
一、光电性能测试方法1. 光电测试仪器光电测试仪器是进行光电性能测试的基础设备。
根据测试的具体需求，不同类型的光电测试仪器具有不同的测试参数和测试方法。
例如，对于光电转换效率的测试，需要使用光电转换效率测试仪器；对于光谱响应的测试，需要使用光谱响应测试仪器；对于量子效率的测试，则需要使用量子效率测试仪器。
因此，在进行光电性能测试之前，需要选择合适的光电测试仪器。
2. 测试方法选择光电性能测试中常用的测试方法包括静态测试和动态测试。
静态测试是指直接测量光电材料在恒定光照条件下的光电性能指标，如光电转换效率和光谱响应等；动态测试是指测量光电材料在时间变化过程中的光电性能指标，如寿命和响应时间等。
在进行光电性能测试时，需要根据具体的应用场景和需求选择不同的测试方法，确定测试参数，并对光电测试仪器进行调试和校准，以确保测试结果的准确性和可靠性。
二、测试数据处理1. 数据采集和记录光电性能测试的数据采集和记录是测试过程中的关键步骤。
数据采集包括测试时的光电性能参数和测试条件等，数据记录包括测试结果和测试过程中的异常情况等。
在数据采集和记录过程中，需要确保数据的准确性和完整性，并保持良好的数据管理和记录习惯，以便于后续的数据处理和分析。
2. 数据处理和分析数据处理和分析是光电性能测试中的重要环节。
在进行数据处理和分析时，需要根据不同的测试方法和测试参数，采用不同的数据处理和分析方法。
常用的数据处理和分析方法包括数据清洗、数据筛选和数据拟合等。
其中，数据清洗是指对测试数据进行筛选和去除异常值等处理，以消除测试中的误差和偏差；数据筛选是指根据具体的应用需求和测试参数，对测试数据进行分组和筛选，以确定最优的光电材料和应用条件；数据拟合是指将测试数据与理论模型进行比较和拟合，以评估测试结果的准确性和可靠性。
光电测试技术复习资料
PPT中简答题汇总1. 价带、导带、禁带的定义及它们之间的关系。
施主能级和受主能级的定义及符号。
答：价带：原子中最外层电子称为价电子，与价电子能级相对应的能带称为价带；E V(valence)导带：价带以上能量最低的允许带称为导带；E C(conduction)禁带：导带与价带之间的能量间隔称为禁带。
Eg(gap) 施主能级：易释放电子的原子称为施主，施主束缚电子的能量状态。
E D(donor)受主能级：容易获取电子的原子称为受主，受主获取电子的能量状态。
E A( acceptor )2. 半导体对光的吸收主要表现为什么？它产生的条件及其定义。
半导体对光的吸收主要表现为本征吸收。
半导体吸收光子的能量使价带中的电子激发到导带，在价带中留下空穴，产生等量的电子与空穴，这种吸收过程叫本征吸收。
产生本征吸收的条件：入射光子的能量( h V要大于等于材料的禁带宽度Eg3. 扩散长度的定义。
扩散系数和迁移率的爱因斯坦关系式。
多子和少子在扩散和漂移中的作用。
扩散长度：表示非平衡载流子复合前在半导体中扩散的平均深度。
扩散系数D (表示扩散的难易)与迁移率卩(表示迁移的快慢)的爱因斯坦关系式：D=(kT/q)卩kT/q为比例系数漂移主要是多子的贡献，扩散主要是少子的贡献。
4. 叙述p-n 结光伏效应原理。
当P-N 结受光照时，多子( P 区的空穴，N 区的电子)被势垒挡住而不能过结，只有少子( P 区的电子和N 区的空穴和结区的电子空穴对)在内建电场作用下漂移过结,这导致在N 区有光生电子积累，在P 区有光生空穴积累，产生一个与内建电场方向相反的光生电场，其方向由P区指向N区。
5. 热释电效应应怎样解释？热释电探测器为什么只能探测调制辐射？在某些绝缘物质中，由于温度的变化引起极化状态改变的现象称为热释电效应。
因为在恒定光辐射作用下探测器的输出信号电压为零，既热释电探测器对未经调制的光辐射不会有响应。
6. 简述红外变象管和象增强器的基本工作原理。
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光电测试技术的总结
光电测试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。
光电测试技术具有高精度、高速度、远距离、非接触测量、寿命长、具有很强的信息处理和运算能力，可将复杂信息并行处理等特点。
以下是我对这门课学习后的大概的总结：
第一章讲了光电测试系统的组成，还有光学变换和光电转换的区别与概念。
介绍了光度的基本物理量，比如光量、光通量、发光强度、光亮度、照度等的物理意义、表达式、计算单位。
第二章需要知道三个光度学基本定律：余弦定律、亮度守恒定律（光在同一种介质中传播时，若传输过程中无能量损失，则光能传输的任一表面亮度相等）、照度与距离的二次方反比定律。
光电测试技中常用的光学系统包括显微光学系统、望远光学系统、摄影系统、投影光学系统，其中显微光学系统在精密光电测量仪器中应用广泛，主要用于瞄准读数及观测测量。
需要注意掌握显微镜光路原理，了解显微光学系统一般由物镜、目镜、照明系统组成，显微镜的视觉放大倍率是显微物镜和目镜的放大倍率的乘积。
显微镜的分辨本领的含义及公式，显微物镜数值孔径越小，分辨力越大，分辨本领越小。
掌握显微镜的有效放大率、显微系统的景深的含义及分类、显微物镜的选用。
了解望远光学系统的原理和性质，其中，反射式与折反式望远物镜的原理。
摄影系统的主要技术参数，如视场、光圈的概念及公式，摄影物镜的相对孔径越大，分辨力越高，像面照度越大。
第三章介绍了光源的基本参数，如发光效率的概念，寿命，光谱功率谱分布、空间光强分布特性、光源光辐射的稳定性、光源的色温和显示性。
第二节中光电测量的常用电源，其中热辐射光源包括：太阳光、白炽灯、卤素灯，并掌握卤素灯与白炽灯的工作原理和区别，白炽灯内充气后，钨要蒸发，只不过速度减慢而已，但卤素灯中充入一定量的卤素元素，可以产生钨的再生循环。
需要知道气体放电光源的优缺点，电致发光光源中，掌握LED的特点与应用、激光光源的特点，He-Ne气体激光器工作原理及其使用特点，如光速特性、光的单色性、方向性、亮度、相干性等，还需了解He-Ne气体激光器的注意事项。
知道照明系统的设计原则：光孔转接原则、照明系统的拉赫不变量应大于或等于物镜的拉赫不变量。
第四章光电测试技术中常用光电器件有光电探测器件、光电成像器件、光调制器件等。
光电探测器件工作的物理基础是光电效应。
光电器件的主要性能参数有：光电器件的探测灵敏度、响应时间和频率响应、噪声等效功率、探测度D与比探测度、量子效率。
需知道频率响应特性的定义及截止频率的公式，噪声等效功率NEP的计算公式、探测度D与比探测度的公式、单位，量子效率是描述光电器件光电转换能力的一个重要参数，是在某一特定波长下单位时间内产生的平均光电子数与入射光子数之比，通常小于1。
知道光电发射效应的概念，爱因斯坦方程的物理意义及应用，光电倍增管的特点、工作原理、倍增系统，其特性参数：阴极、阳极灵敏度，电流增益G 的定义及公式，光电倍增管的使用要点，并知道微通道板MCP光电
倍增管概念。
光电导效应的概念，熟悉稳态光电导，光电导增益的公式，光敏电阻的频率、伏安、温度等特性，前历效应概念，知道亮电阻由高照度状态变为低照度状态达到稳定值所需的时间比由低照度状态变为高照度状态需要的时间要短。
会区别光伏工作模式和光导模式的条件，PIN光敏二极管的结构。
第五章光敏电阻电路的静态设计中，简单式工作电路计算，负载电阻R在恒流偏置、恒功率偏置、恒压偏置的三种情况时的公式定义，光电倍增管基本电路及相应计算公式，光敏二极管电路的静态设计，掌握解析计算法步骤，学会分析，掌握光电检测电路的频率特性中的不同条件时的频率计算，了解光电检测系统的噪声类型：热噪声、散粒噪声、产生-复合噪声、1/f噪声、温度噪声。
阻容器件的噪声等效处理，等效噪声带宽计算。
通过对这门课的学习，我能够把生活中的一些光学方面的事物与课本上的联系起来，达到学以致用。
也了解了关于这门课程的相关知识点。
显示（一）班蒲适
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