第一章-光电概论
1光电信息技术概论
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信息系统举例
图书阅读：是一个将信息从书本通过光子载体传递到 人脑的过程 信源——书本；信宿——大脑；变换——载体变换； 信道——大气光学通道；还原——视觉、识别； 噪声——影响正确识别的因素（光线暗、视力差）
信息载体变换过程：书本——光子——大脑。
图像处理，模式识别
光电子集成（MOEMS），微纳加 工（光刻技术）
空间滤波、光互连、光 计算，自适应光学
微光学器件，集成光电子技术
• 光电信息技术是电子信 息技术发展的一个重要阶 段，是对光波段的开拓和 利用。
•光不仅是支持生命的重 要能量来源，也是生活中 的重要信息来源。
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四、电子信息技术与光子信息技术分类
类别 功能
产生 传输 变换
电子信息技术（广义）
光电子信息技术=光子信息技术（广义）
电子信息技术 （电子作为信息的载体）
光电子信息技术 （光电相互作用与转换）
光子信息技术 （光子作为信息的载体
）
电源技术，电磁辐射
激光技术，电光源技术， 光伏技术
光电子信息技术：是由光学、光电子、微电子等技术结合 而成的多学科综合信息技术，涉及光信息的辐射、传输、 探测以及光电信息的转换、存储、处理与显示等众多的内 容。
光子信息技术：也可称光电子信息技术，它是研究作为信 息和载体的光子行为及其应用的科学，主要研究光子是如 何产生及其运动和转化的规律。所谓光子技术，主要是研 究光子的产生、传输、探测和控制的科学技术。
•人类对光的认识早于电， 但对光的控制与利用却落 后于电。
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五、光子学与电子学
众所周知，电子与光子是当今和未来信息社 会的两个最重要的微观信息载子，对它们的 研究分别隶属于电子学与光子学的范畴。电 子与光子除了具有能够承载信息的共性外， 它们还有各自的个性。正是这些个性才决定 了电子学与光子学分属不同的学科。
第一章光电技术基础
2、M 数值随温度升高很快。（M 峰值升高， 维恩曲（线wi下en面）积最增大大发，射M本也领大定）律：
描述黑体光谱辐射出射度的峰值与温度关系的公式
以上三个定律统称为黑体辐射定律。
意义何在？
第一章光电技术基础
10
例1-1 若可以将人体作为黑体，正常人体温度为 36.5℃，（1）试计算正常人体所发出的辐射出射 度为多少W/m2？（2）正常人体的峰值辐射波长 为多少μm？峰值光谱辐射出射度Me,s,λm为多少？ （3）人体发烧到38℃时峰值辐射波长为多少？发 烧时的峰值光谱辐射出射度Me,s,λm又为多少？
1.本征吸收
在不考虑热激发和杂质的作用时，半导体中的电子基 本上处于价带中，导带中的电子很少。当光入射到半导体 表面时，原子外层价电子吸收足够的光子能量，越过禁带， 进入导带，成为可以自由运动的自由电子。 同时，在价带中留下一个 自由空穴，产生电子-空穴 对。如图1-9所示，半导体 价带电子吸收光子能量跃 迁入导带，产生电子空穴 对的现象称为本征吸收。
第一章光电技术基础
27
显然，发生本征吸收的条件是光子能量必须大于
半导体的禁带宽度Eg，才能使价带EV上的电子吸 收足够的能量跃入到导带底能级EC之上，即
hv Eg
（1-69）
由此，可以得到发生本征吸收的光波长波限
L
hc Eg
1.24 Eg
........(
m)
（0）
只有短于上述波长的入射辐射才能使器件产生
Le,
第一章光电技术基础
（1-54）
15
如图1-5所示为人眼的明 视觉光谱光视效率V（λ）
它为与波长有关的相对值。 注意短波长和长波长处
第一章光电技术基础讲课文档
第八页，共100页。
3. 光电子材料和元器件产业
光电子材料和元器件是光电子产业的基础，对光 电子产业的发展起着决定性的作用。 4. 光子学及光通信器件
主要包括光子的产生、探测、控制和处理，因 此，必须有相应的光子学器件，光子学器件的时间 响应和单道超大容量要比电子学器件高得多，这对 信息技术的发展有很大的推动作用。
学，它以光学和电子学为基础，综合利用光学、电子学、精密 机械、仪器仪表、材料科学、控制科学和计算机技术解决各种 工程应用课题的技术学科
第六页，共100页。
光电子产业
1. 信息光电子产业
21世纪的信息网络是以IP（或IP/ATM）协议控制下的密集 波分复用（DWDM）为基础的光核心网， 包括有线（光纤或 HFC）、无线等不同接入类型、不同业务规模的各种接入 网所形成的一个灵活、大容量的综合网。其中全光通信网 （AON）是主体， 全光网中的传输和交换容量均达到Tb/s量级， 将比现有传输速率提高100倍以上。
Ie0是面元dS沿其法线方向的辐射强度，又称 为余弦辐射体或朗伯体。(1)式代入(2)式得到余 弦辐射体的辐射亮度为
Le
dIe0 dS
Le0
第三十三页，共100页。
余弦辐射体的辐射亮度是均匀的，与方向角
无关。余弦辐射体的辐射出射度为
Me
de dS
Le0
⑹辐射照度：在辐射接收面上的辐照度Ee定义 为照射在面元dA上的辐射通量与该面元的面
本章主要介绍光辐射的基本概念和原理，以 及在光电子技术中应用比较普遍的典型光辐 射源。
第十七页，共100页。
1. 电磁波的性质与电磁波谱
由麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生变化的
光电器件课件第一章
光电转换器的基本结构和工作原理
结构
由光电二极管、电容器和电荷 放大器构成。
工作原理
将光电二极管产生的电流转化 成电磁波信号，再将其放大后 经过处理，将其转化成数字信 号输出。
应用领域
广泛应用于电视、医学影像、 机器视觉、安检等领域。
光电耦合器件的结构和工作原理
图例
光电耦合器件是利用光电二极管 和光敏三极管，将输入和输出电 路隔离，可以根据不同的信号类 型分为模拟输入输出型、数字输 入输出型和复合型。
应用
用于音视频传输、数据传输、光网络传输。
特点
抗外部干扰，传输距离远，传输速度快，能满足高速光通信的应用需求。
光电器件的发展趋势
未来光电器件的研究方向主要包括高速大容量、多功能一体化和高效率低功 耗等方面发展，将更广泛地应用于导航和遥感、信息传输和处理、半导体光 电应用等领域。
光纤结构
由光纤芯、包层和护套组成， 用于光信号的传输。
光电器件的工作原理
1 内光电效应
光照射到半导体材料，产生光生载流子的现 象。
2 外光电效应
光照射到表面金属或半导体-金属接触面上， 使金属或接触层中电子被激发而逸出并变成 电流。
3 光吸收
在半导体材料中吸收光机能，电子被提高到 传导带中，产生电流。
反向工作状态
当PN结正极连接于负电源，负极连接于正电源， 电场会使少数载流子受势阱束缚在PN结，形成 空间电荷区。
光电二极管的结构和工作原理
图例
光电二极管由PN结和两个电极组 成，相当于一个同时具有光电转 换和整流特性的器件。
应用
在遥控器，照相机和电脑鼠标等 电子产品中广泛使用，也可以用 于测量光强度、光谱分析和红外 测温等。
光电技术01绪论PPT
1970年．半导体 激光器在室温环境 下的连续激射获得 成功。
正在这时候，低损 耗的光导纤维的试 制又获得了成功， 光纤通信成为现实。
在通信史上，跳过了为增大信息传 输量而开发的毫米波通信阶段，直 接由微波通信转移到光纤通信。
11
光纤通信 技术的开 发促进了
作为光源的激光器 作为接收器件光探测器的发展
而60年代，红宝石激光器的 问世，又促使了光子学的诞生。 从60年代到90年代，激光器 从谐振腔体型向着固体半导体 激光器过渡，
随之实现了光子器件的集成 化，不仅促使了光子学的大发 展，非线性光学、纤维光学、 集成光学、激光光谱学、量子 光学与全息光学也形成了现代 光子学的学科群体，目前它们 正在蓬勃发展之中。
爱迪生名下拥有1093项专利，包 括美国、英国、法国和德国等2。
发明了真空二级管整流器
(Fleming, Sir John Ambrose 1849～1945)
这一生长点上的第一只蓓芽就 是弗莱明发明的整流器。他把 爱迪生及马可尼两位大师的发 明成果结合起来，着手研究真 空电流的效应。1904年，他发 明了真空二级管整流器。
电子开关的响应最短为10-7～10-9秒， 而光子开关的响应时间可以达到飞 秒数量级。光子属于玻色子，不带 电荷，不易发生相互作用，因而光 束可以交叉。光子过程一般也不受 电磁干扰。
光场之间的相互作用极弱，不会引 起传递过程中信号的相互干扰。这 些优点为光子学器件的三维互连、 神经网络等应用开拓了光明前景。
电能作为能源具有瞬时移动 性和可控制性
广泛用于照明、动 力等方面
7
电子电路不能在同一点重叠相交， 这种空间的不共容性限制了密集 度的提高；集成电路的平面结构 只适用于串列处理，要在信息存 贮和数据处理上有突破性进展， 要使信息贮存密集度再提高4个 数量级，实现非定址的联想记忆 (associative momery)，以发展 人工智能，必须发展三维并列处 理机构。
光电知识点总结
光电知识点总结光电技术是一门涉及光和电的交叉学科，主要研究光和电能量之间的相互转换和作用规律。
光电技术涉及到光电器件的设计、制造和应用，涵盖了光电转换、光电检测、光电调制等方面的内容。
光电技术已经成为现代科技发展的重要领域，在通讯、医疗、能源、环境等领域都有着广泛的应用。
一、光电效应1. 光电效应概述光电效应是指材料受到光照射后，发生电子的发射、传输或者输运现象的过程。
光电效应包括外光电效应和内光电效应两种。
外光电效应是指光照射在材料表面，引起材料表面电子的发射，产生光电流现象；内光电效应是指光照射在材料内部，通过光生载流子（电子-空穴对）的发生，从而产生光电流。
2. 外光电效应外光电效应是指光照射在金属或半导体表面时，引起金属或半导体表面电子的发射，产生光电流现象。
外光电效应是实现光电转换的关键过程，应用广泛。
3. 内光电效应内光电效应是指在光照射下，材料内部的电子-空穴对的产生和输运过程。
内光电效应是光电器件的工作原理，包括光电二极管、太阳能电池等。
二、光电器件1. 光电二极管光电二极管是一种能够将光信号转化为电信号的光电转换器件。
光电二极管分为光电探测二极管和光发射二极管两种。
光电探测二极管是将光信号转化为电信号的光电器件，主要应用于光通信、光电传感等领域。
光发射二极管是将电信号转化为光信号的光电器件，主要应用于光通信、显示屏等领域。
2. 光电场效应器件光电场效应器件是一种基于光电效应的半导体器件，主要包括光电场效应晶体管、光电场效应器件。
光电场效应器件主要应用于光电调制、光电开关等领域。
3. 太阳能电池太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的光电转换器件，是目前能源领域的热门技术之一。
太阳能电池主要包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池等。
4. 光电晶体管光电晶体管是一种能够实现光电转换的半导体器件，是现代光电器件中最重要的一种。
光电晶体管主要应用于光电检测、光电调制、光电放大等领域。
第一章_光电成像技术概论
第一章_光电成像技术概论光电成像技术是指利用光电转换技术，将物体表面反射、散射、透射的光线转化为电信号，再经过信号处理、显示等环节，最终形成清晰可见的物体图像的一种技术手段。
光电成像技术广泛应用于军事、安防、医疗、工业等领域，对于实现目标检测、监控与控制、医学影像、工业检测等方面起着重要作用。
它通过将光信号转化为电信号，能够大大提高物体探测和识别的灵敏度和准确性，并且能够在远距离和恶劣环境条件下工作。
光电成像技术的基本原理是利用光电转换器件将可见光信号转化为电信号。
常见的光电转换器件包括光电二极管、CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）等。
其中，CCD和CMOS是最为常见和重要的光电转换器件。
CCD（Charge-Coupled Device）是一种利用电荷耦合来传输和存储电荷的器件。
它由若干个微小的感光单元组成，每个感光单元可以将光信号转化为电荷信号，并将其存储在感光单元中。
随后，通过移位寄存器的操作，将电荷信号逐个传递到输出端，最终形成整个图像。
CCD具有高灵敏度、低噪声等优点，被广泛应用于照相机、摄像机等成像设备中。
除了光电转换器件，光电成像技术还需要配备适当的光源。
常见的光源包括白炽灯、荧光灯、激光等。
光源的选择要根据不同的应用需求，如照明要求、环境条件等进行合理选择。
光电成像技术不仅仅局限于可见光范围，还可以应用于红外、紫外、X射线等不同波段的成像。
例如，红外光电成像技术可以实现夜视、隐蔽目标探测、热成像等功能；X射线成像技术可以应用于医学影像、安全检查等领域。
总结起来，光电成像技术是利用光电转换器件将物体表面反射、散射、透射的光信号转化为电信号，再经过信号处理和显示等环节，最终形成清晰可见的图像的一种技术手段。
它在军事、安防、医疗、工业等领域有着广泛的应用，并且能够应用于多种波段的成像。
随着科技的不断进步和需求的增加，光电成像技术也将不断发展和完善，为人们的生活和工作带来更多的便利和安全。
光电技术第一章优秀课件
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
第1章-光电技术的理论基础综述
•
对发光强度为1cd的点光源，向给定方向1球面度(sr)内 发射的光通量定义为1流明（lm）。发光强度为1cd的点 光源在整个球空间所发出的总光通量为=4πIＶ＝12.566 lm。
5.辐(射)亮度和光亮度
• 光源表面某一点处的面元在给定方向上的辐强度除以该面元 在垂直于给定方向平面上的正投影面积，称为辐射亮度Le， 即
1. 辐射能和光能 • 以辐射形式发射、传播或接收的能量称为辐射能， 用符号Qe表示，其计量单位为焦耳（J）。 • 光能是光通量在可见光范围内对时间的积分，以 Qv表示，其计量单位为流明•秒（lm· s）
2.辐射通量和光通量
• 辐(射)通量或辐(射)功率是以辐射形式发射、传播或接收的功 率；或者说，在单位时间内，以辐射形式发射、传播或接收 的辐(射)能称为辐(射)通量，以符号Φe表示， 其计量单位为 瓦(W)，即
除人眼而外，其他的光检测器，如光电池、光电倍增管、 磁头、感光乳胶等也只能感受一定范围的波长，并且对每 种波长的响应程度（反应的灵敏度）也不同。它们对不同 波长的这种选择特性可用与视见函数曲线类似的光谱响应 曲线来表征。 1是锑铯光电管，不能感受0.6um以上的红光；2是人眼；3 是硅光电池；4是热敏元件，对所有波段无选择地接收，灵 敏度相等.
• 阅读和书写用的灯具功率可大些，照度应达到200lX。
4.辐(射)强度和发光强度
• 对点光源在给定方向的立体角元dΩ内发射的辐通量dΦe， 与该方向立体角元dΩ之比定义为点光源在该方向的辐(射) 强度Ie，即
dΦe Ie dΩ
• 辐(射)强度的计量单位为瓦（特）每球面度 [W／sr] • 发光强度
dQe Φe dt
Qe Φe t
• 对可见光，光源表面在无穷小时间段内发射、传播或接收的 所有可见光谱，光能被无穷短时间间隔dt来除，其商定义为 光通量Φv，即
光电技术概论-考试资料
研究生（光电技术概论）课程报告题目：光子晶体光纤光栅的研究学号M201372142姓名万旭专业软件工程指导教师唐霞辉、元秀华、邓勇、方妍妍、刘德明院（系、所）光电学院2014年 1 月 2 日光子晶体光纤光栅的研究万旭（华中科技大学光学与电子信息学院武汉 430000）摘要：光子晶体光纤光栅是近十年发展起来的一个新型的科技产品。
由于它的优良特性及其在光学通讯方面的广泛应用使得它越来越受到人们的关注。
本文讲解了光纤光栅的原理，特性，分类，研究方法，以及发展状态，然后归结为对光子晶体光纤光栅的研究，介绍光子晶体光纤光栅的组成材料，结构特点、性质特点和制作方法。
使人们更加深入地理解光纤光栅这种科技产品能够带来的社会价值。
关键词：光子晶体；光子晶体光纤；光纤光栅；长周期光纤光栅；光子晶体光纤光栅Studies on photonic crystal fiber gratingsWanxu(School of Optical and Electronic Information,Huazhong University of Science andTechnology,Wuhan,430000,China)Abstract:Photonic crystal fiber gratings (PCFG), as a new type of technology products developed in resent years, has attracted more and more attentions due to its excellent properties and wide applications in optics communications. In this thesis, we discuss the principle, classification, research methods, as well as the development of state of the photonic crystal fiber and fiber grating characteristics, and then attribute to the study of PCFG. And we have discussed mainly the ingredients, structural characteristics, properties and growth mechanism of PCFG, which is helpful to further understand the social value of this technology product.Key words:photonic crystal; photonic crystal fiber; fiber-gratings; long period fiber-gratings; photonic crystal fiber gratings引言光子晶体光纤光栅是光子晶体光纤在光纤通信领域一个非常重要的应用。
光电技术第一章
光电成像系统的应用
01 总结词
光电成像系统在安全监控领域 的应用具有全天候、远距离和 高清成像的优势。
02
详细描述
光电成像系统在安全监控领域 中发挥着重要作用，如红外热 成像仪可以检测物体温度分布 ，紫外成像仪可以检测火焰等 危险源。这些成像系统为安全 监控提供了实时、准确的图像 信息。
05
光电技术发展前景
新型光电材料的发展
总结词
随着科技的不断进步，新型光电材料的发展成为了光电技术领域的重要方向。
详细描述
新型光电材料，如钙钛矿、石墨烯等，具有优异的光电性能，为光电技术的发 展提供了新的可能性。这些材料在太阳能电池、光电探测器等领域的应用，有 望提高光电转换效率和响应速度，降低成本。
03
光电元件与器件
光电探测器
光电探测器是光电技术中的重要组成部分，用于将光信 号转换为电信号。
常见的光电探测器有光电二极管、光电晶体管和光电倍 增管等。
光电探测器的性能指标包括响应速度、灵敏度、线性范 围和光谱响应等。
光电探测器在通信、光谱分析、激光雷达和图像传感器 等领域有广泛应用。
光电二极管
详细描述
光电传感器在医疗领域的应用包括生理参数监测、医学影 像获取等方面。例如，光电容积描记技术利用光电传感器 测量血液流速和容积变化，用于监测心输出量和血压等生 理参数。
光电成像系统的应用
总结词
光电成像系统具有高分辨率、高灵敏度和快速成像的特点，广泛应用于科研、医疗和工 业检测等领域。
详细描述
光电成像系统利用光电转换器件将光信号转换为电信号，再通过电子学和计算机技术进 行处理和显示。在科研领域，光电成像系统可用于观测天体、微观粒子和生物组织等； 在医疗领域，光电成像系统可用于诊断疾病和辅助手术；在工业检测领域，光电成像系
第1章 光电技术基础上
因光在不同的介质n中有不同的波长λ=λ0/n，于是
r2
r1 )
2 1 (
2
0
n2 r2
2
0
n1r1 )
令：Δ=nr——光程
0 2 2 1 令:δ=Δ2-Δ1 ——光程差 则： 0 2 当φ1=φ2时相位差与光程差关系： 0
若光在非均匀介质中传播，则由A到B间的光程为
L dL ndl
A
B
不难证明：
B A
L ct
费马原理
L ndl 0
光总是沿着光程(或者说所需的时间)为极值的路 径传播的，即光沿着光程(亦即所需时间)为极小、 极大或恒定的路径传播。
用最小作用量原理证明折射定律
从A点到B点 光程为：
散焦
象差——透镜 或反射镜等光 学系统所呈的 像与原物面貌 并非完全相同 的现象。
薄透镜
凸透镜——中间部分比边缘部分厚的透镜 凹透镜——中间部分比边缘部分薄的透镜 厚透镜——透镜厚度与球面曲率半径相比不能忽略 薄透镜——透镜厚度与球面的曲率半径相比可忽略 主截面——包含主轴的任一平面 透镜主轴——连接透镜两球面曲率中心的直线
3.光路的可逆性 当光线的方向返转时，它将 逆着同一路径传播。
4.完善成象
如果物点 S 发出的同心光束 球面波经光学系统后仍为一 同心（S´）光束球面波，则 称 S´为 S的完善象点。
完善成象条件：
物点和相应的象点之 间各光线的光程相等.
象差（aberration）
平面反射镜是一个最简单的、不改变光束单心性的、 能成完善象的光学系统。 同心光束入射于两种透明介质的平面分界面而发生折 射时，折射光不再是同心光束，造成象差.
第1章 光电技术基础下
电阻率大于1012Ω·cm
电阻率为10-3—1012Ω·cm
半导体的独特性能
半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，其应用 极其广泛，这是由半导体的独特性能决定的：
光敏性——半导体受光照后，其导电能力 大大增强；
热敏性——受温度的影响，半导体导电能 力变化很大； 掺杂性——在半导体中掺入少量特殊杂质， 其导电能力极大地增强；
n N e , (1 e
) 载流子的平均寿命。
q dg d e, 2 hl
与电极间距 平方成反比
τ=1/Kf(ni+pi)称为
达到动态平衡状态时， n0 N e, μ为电子 光激发载流子引起半导体电导率的变化 n0 q 迁移率
bd qbd 本征半导 g N e , 体光电导 l l
+4
+4
空穴 硼
+3
硅
+4
受主能级的存在使较高能量的电子 直接跳上它而不跳向导带，所以平 均电子的能量降低，费米能级降低。
3. N型半导体
在纯净的硅晶体中掺入五价元 素（如磷或锑），使之取代晶 格中硅原子的位置，就形成了 N（Negative）型半导体。五 个价电子，其中四个与相邻的 半导体原子形成共价键，必定 多出一个电子，它很容易被激 发而成为自由电子，该原子就 成了不能移动的带正电的离子。 每个五价原子给出一个电子， 称为施主原子。这种半导体又 称为“电子型半导体”。 因施主能级的存在可使较多电子高 跳上导带，在高能态的电子就多， 所以费米能级升高。 磷
导通压降 硅0.6~0.8V 锗0.2~0.3V
U
反向饱和电流
反向特性
P
–
+N
死区电压
1第一部第一章光电成像技术概论
▪ ▪ 1965年推出的氧化铅摄像管(Plumbicon)成功地
取代了超正析像管，发展了彩色电视摄像机，使 彩色广播电视摄像机的发展产生了一次飞跃，诞 生了1英寸、1／2英寸，甚至于1／3英寸(8mm) 靶面的彩色摄像机。然而，氧化铅摄像管抗强光 的能力低，余辉效应影响了它的采样速率。
▪ 亚毫米波、红外辐射、可见光、
紫外辐射、 射线、 射线等。
▪ 综合上述分析，可以得出简要的结论。
▪ 通常用于光电成像的电磁波，其波长范围是由
无线电超短波到 射线为止。
▪ 有效的波谱区是:
▪ 亚毫米波、红外辐射、可见光、
紫外辐射、 射线、 射线等。
1、3 光电成像技术的应用范畴
▪ 人们采用光电成像技术突破了人类视觉的部分限 制，特别是突破了人眼在低照度和有限光谱响应 下的视觉限制。
▪ 当电磁波的波长增大时，所能获得的图像分辨力 将显著降低。
▪ 因此对波长超过毫米数量级的电磁波，如果用有 限孔径和焦距的成像系统所获得的图像分辨力将 会很低。
▪ 所以基本上排除பைடு நூலகம்波长较长的电磁波的成像作用。
▪ 目前光电成像对光谱长波阈的延伸仅扩展到亚毫 米波成像。
▪ 除了衍射造成分辨力下降而限制了长波的 电磁波用于成像而外，同时用于成像的电 磁波也存在一个短波限制。
▪ 首先是灵敏度的限制，夜间无照明时人的视觉能力很差； ▪ 其次是分辫力的限制，没有足够的视角和对比就难以辫认； ▪ 又有时间上的限制，已变化过的景象无法留在视觉上； ▪ 还有光谱的限制，人眼只对电磁波谱中很窄的可见光区敏感。
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第一节 信息技术与光电测试技术
第二节 光电测试系统的组成 第三节 光电测试技术的展望及其特点
人类社会赖以生存的三大基础要素是物质、能量和信息。物质是基础，能量 是物质运动的动力，而信息作用于物质和能量并与人的主观认识相结合，使 人们能很好地认识物质与能量，并推动物质的发展和能量的运动。
二、检测技术在日常生活中的应用
家用电器： 数码相机、数码摄像机：自动对焦---红外测距传感器 自动感应灯：亮度检测---光敏电阻 空调、冰箱、电饭煲：温度检测---热敏电阻、热电偶 电话、麦克风：话音转换---驻极电容传感器 遥控接收：红外检测---光敏二极管、光敏三极管 可视对讲、可视电话：图像获取---面阵CCD 办公商务：扫描仪：文档扫描---线阵CCD 红外传输数据：红外检测---光敏二极管、光敏三极管 医疗卫生： 数字体温计：接触式---热敏电阻，非接触式---红外传感器 电子血压计：血压检测 --- 压力传感器 血糖测试仪、胆固醇检测仪 --- 离子传感器
三、检测技术在军事上的应用
美军研制的未来单兵作战武器
夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术 激光测距仪：可精确的定位目标。
四、检测技术在国防领D 1.地基拦截器 2.早期预警系统 3.前沿部署(如雷达） 4.管理与控制系统 5. 卫星红外线监测系统 监测系统: 探测和发 现敌人导弹的发射并追 踪导弹的飞行轨道； 拦截器：能识别真假 弹头，敌友方
信息技术包括电子信息技术、光学信息技术和光电信息技术等。电子信息技 术是以电子学方法来实现信息获取、加工、处理、传输、存储和显示的技术， 在电子信息技术中目前最热而且影响最广泛的是微电子技术，它是通过控制 固体内电子微观运动来实现对信息的加工和处理，即对信号处理与信号传播 都在微小尺寸内进行，也就是在微小的芯片上集成出来的。
图1-1 激光外径扫描仪原理图 1—旋转多面体 2—半导体激光器 3—f(θ)镜 4—工件 5—物镜 6—光电器件
图1-2 光电系统框图
1)发展纳米、亚纳米高精度的光电测量新技术。
2)发展小型的、快速的微型光、机、电测试系统。 3)非接触、快速在线测量，以满足快速增长的商品经济的需要。 4)向微空间三维测量技术和大空间三维测量技术发展。 5)发展闭环控制的光电测试系统，实现光电测量与光电控制一体化。 6)向人们无法触及的领域发展。 7)发展光电跟踪与光电扫描技术，如远距离的遥控，遥测技术，激
光制导，飞行物自动跟踪，复杂形体自动扫描测量等。
光电检测技术的应用
一、在工业生产领域的应用
在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位 … . 现代工程装备中，检测环节的成本约占 50~70%
检测技术在汽车中的应用日新月异
汽车传感器：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核心技术内容 普通轿车：约安装几十到近百只传感器， 豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。
发动机：向发动机的电子控制单元（ECU）提供发动机的工作状况信息， 对发动机工作状况进行精确控制 温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传感器等
底
车
盘：控制变速器系统、悬架系统、动力转向系统、制动防抱死系统等
车速、踏板、加速度、节气门、发动机转速、水温、油温 身：提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等 温度、湿度、风量、日照、加速度、车速、测距、图象等
光电检测器件的物理基础
光电检测器件的工作原理和特性及 其应用 光电直接和外差检测系统 光纤传感检测技术 光电信号的数据采集与微机接口
五、检测技术在航天领域的应用
“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
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。 能够根据特性参数，选择合适的光电检测器件。熟 悉常用器件的性能指标。 掌握直接检测与外差检测的原理和区别。 了解光纤传感检测技术的原理和应用，掌握光纤的 光波调制技术。 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。
信息具有可度量、可转换、可处理、可控制、可存储、可传递、可压缩、可 再生、可利用、可共享等特征。从理论上来研究信息及其运动规律的科学称 为信息科学；从工程应用上来研究信息称为信息技术，它包括感测技术、通 信技术、智能技术(计算机技术)和控制技术。因此信息技术是获取信息、传递 信息、加工信息和再生信息的技术。