光电导盲器 - 360文档中心

光电探测器中光电导增益原理

光电探测器中光电导增益原理
光电探测器中光电导增益的原理是基于光电导效应。

当光照射在光电导材料上时，光子与材料中的电子相互作用，使电子从束缚态跃迁到自由态，形成非平衡载流子（即光生载流子）。

这些光生载流子在电场的作用下定向移动，形成光电流。

具体来说，光电导型光电探测器由半导体材料和欧姆接触电极构成。

当半导体吸收光子后，产生自由载流子，这些载流子在电场的作用下移动，从而在电极之间产生电势差或电压。

这个电压的大小与入射光的强度成正比，因此实现了光信号到电信号的转换。

在这个过程中，少数载流子的寿命决定了光电导增益的大小。

少数载流子寿命越长，能够产生的光电流越大，增益越高。

但同时，响应速度也会降低。

因此，需要在光电导增益和响应速度之间进行权衡。

以上信息仅供参考，建议查阅关于光电导增益的专业书籍或者咨询专业人士获取更多信息。

光电探测器原理及应用

光电探测器原理及应用
光电探测器是一种能够将光信号转化为电信号的装置，其基本原理是利用光的能量激发材料中的电子从而产生电流。

根据光电效应的不同机制，光电探测器通常可以分为光电二极管、光电导、光电二极管阵列等多种类型。

光电二极管是最基本的光电探测器之一，其工作原理是光照射到光敏材料表面时，材料中的电子会被光激活并跃迁至导带中，从而形成电流。

光电二极管具有响应速度快、灵敏度高等特点，广泛应用于光通信、光谱分析、光电测量等领域。

光电导是一种利用光照射后材料电阻发生变化的光电探测器，其工作原理是光激发后，光电导材料中的载流子浓度发生改变，从而引起电阻的变化。

光电导具有较高的灵敏度和较宽的光谱响应范围，可广泛应用于光谱分析、光学测量、遥感等领域。

光电二极管阵列是由多个光电二极管组成的阵列结构，可以同时检测多个光信号，具有高灵敏度和高分辨率的特点。

光电二极管阵列常被用于光通信、图像传感、光谱分析等领域，如CCD（电荷耦合器件）摄像头就是经典的光电二极管阵列应
用之一。

此外，光电探测器还广泛应用于激光测距仪、扫描仪、光电子显像、医学诊断、环境监测等领域。

例如，激光测距仪利用光电探测器检测激光脉冲的发射和接收时间差，实现对目标距离的测量；扫描仪利用光电探测器对扫描光线的反射或透射光进行检测，实现图像的数字化处理和存储。

总之，光电探测器通过将光信号转化为电信号，实现了光能量的检测和测量。

其应用领域广泛，并在科学研究、工业生产、医疗诊断等领域发挥着重要的作用。

新型光电智能导盲器

新型光电智能导盲器论文导读：激光测距技术：激光测距技术与一般测距技术相比。

单片机控制技术：单片机体积小。

蜂鸣器语音输出技术：蜂鸣器反应快。

激光测距，新型光电智能导盲器。

关键词：激光测距，单片机，蜂鸣器1、研究内容残疾人是社会中最主要的弱势群体，他们要面对更多的困难和压力。

论文发表，激光测距。

随着2008年奥运会、残奥会的成功举办，政府越来越关注弱势群体，给予盲人的关怀也越来越多，这也使助盲成为现在社会的一个热点问题。

目前市场上已经出现一些导盲类产品，例如盲杖、导盲犬等，但是因为种种原因，这些产品并不能有效的帮助盲人导盲。

比如，导盲犬由于训练困难，价格昂贵，一直不能被推广普及。

可见，如何实现更好的导盲依然是一个亟待解决的问题。

由此，我们想要设计出一个“新型智能导盲器”，使之能够有效作为盲人的导盲器材，克服传统导盲器件价格较高，使用不方便，使用范围有限等缺点。

而随着时代的发展，光电技术特别是光电探测技术，光信息处理技术的应用已经遍及现代生活的各个领域。

尤其是光机电一体化系统，模块很小，工作性能很高。

基于此，我们想设计出“光电智能导盲器”，以便快速，准确，实时的帮助盲人了解周围的实际情况，更好的服务广大盲人群众。

2、研究方案为了实现准确、快速定位障碍物的目的，我们提出了“光电智能手持导盲仪”。

盲人通过使用此设备可以知道周围物体的分布情况，可以获得一个周围环境的大概的距离远近的轮廓图。

我们主要应用以下两种技术：一、激光测距技术：激光测距技术与一般测距技术相比，具有操作方便、系统简单以及白天和夜晚都可以工作的优点。

论文发表，激光测距。

此外，与雷达测距、微波测距相比，激光测距具有良好的抗干扰性和较高的精度，以及更快的反应速度。

二、单片机控制技术：单片机体积小，重量轻，结构较为简单，成本低廉，可以实现一般的控制功能。

而且单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了广泛的应用。

现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。

什么是光的光电探测器和光电导

什么是光的光电探测器和光电导？光的光电探测器和光电导是光电传感器的重要类型，用于检测和测量光信号。

本文将详细介绍光的光电探测器和光电导的原理、结构和应用。

1. 光电探测器（Photodetector）的原理和结构：光电探测器是一种能够将光信号转换为电信号的器件。

它基于光子的能量被半导体材料吸收，激发带载流子，从而形成电流的原理。

最常见的光电探测器类型是光电二极管（Photodiode）和光电倍增管（Photomultiplier Tube），前文已经详细介绍过。

除了这两种常见类型，还有其他一些光电探测器，如光电晶体管、光电场效应晶体管和光电导等。

光电探测器的结构和工作原理与具体的类型有关。

总体而言，光电探测器通常包括光敏元件、电极、引线和封装等部分。

光敏元件是用于吸收光信号并产生电荷载流子的材料，电极用于收集和测量电流，引线用于连接光电探测器与外部电路，封装则是保护和固定光电探测器的外壳。

2. 光电探测器的应用：光电探测器在许多领域有着广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：-光通信：光电探测器用于接收光信号，将光信号转换为电信号，并通过电路进行处理和解码，实现光通信的接收端。

-光测量：光电探测器可以用于测量光的强度、波长、频率和相位等参数，用于光谱分析、光度计和光谱仪等。

-光电检测：光电探测器可以用于检测物体的存在、位置和运动等，用于光电开关、光电传感和光电探测等应用。

-光电能转换：光电探测器可以将光能转化为电能，用于太阳能电池板和光伏发电系统等。

3. 光电导（Photoconductor）的原理和结构：光电导是一种能够根据光信号的强度来改变电导率的材料。

光电导的原理是光照射到材料上时，光子的能量被吸收，激发带载流子，从而改变材料的导电性能。

光电导材料通常是半导体材料，如硒化铟（Indium Selenide）、硒化镉（Cadmium Selenide）和硒化铅（Lead Selenide）等。

光电导探测器的原理

光电导探测器的原理光电导探测器是一种能够将光信号转换为电信号的装置，它基于光电效应原理工作。

光电导探测器的原理是利用光电材料对光的吸收和电子的运动产生电流，从而实现对光信号的探测和测量。

光电导探测器的核心部件是光电材料，常见的有硒化铟、硒化锌、硒化镉等。

这些材料能够吸收光能，并将光能转化为电子能量。

当光照射到光电材料表面时，光子的能量被传递给材料中的电子，使得部分电子获得足够的能量跃迁到导带，形成电子空穴对。

这些电子空穴对在电场的作用下会分离，产生电流。

光电导探测器的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：光子的能量被光电材料吸收后，产生电子空穴对；电子空穴对在电场的作用下被分离，形成电流；电流经过放大和处理后，就可以得到与光信号强度相关的电信号。

在光电导探测器中，光电材料的选择非常重要。

不同的光电材料有不同的光电特性，如光吸收范围、响应速度、量子效率等。

根据具体应用需求，选择合适的光电材料可以提高光电导探测器的性能。

光电导探测器的结构也对其性能有影响。

常见的结构有PN结结构、金属半导体结构等。

PN结结构的光电导探测器由P型半导体和N 型半导体组成，当光照射到PN结上时，由于光电效应，电子空穴对被产生，形成电流。

金属半导体结构的光电导探测器由金属和半导体组成，金属部分起到收集电子的作用，半导体部分起到吸收光能和产生电流的作用。

光电导探测器在很多领域有广泛的应用。

例如，它可以用于光通信领域，将光信号转换为电信号进行传输和处理；在光谱分析领域，可以用于测量光源的光谱特性、物质的吸收谱线等；在光电子学领域，可以用于光电转换、探测和测量等。

总的来说，光电导探测器的工作原理是基于光电效应的，它能够将光信号转换为电信号。

光电导探测器的性能取决于光电材料的选择和结构的设计。

随着科技的进步和应用需求的增加，光电导探测器在各个领域的应用将会越来越广泛，为人们的生活带来更多的便利和创新。

光电导探测器件的分类

光电导探测器件的分类光电导探测器件是一种用于检测光信号的设备，其主要功能是将光信号转换为电信号。

依据其不同的工作原理和特性，光电导探测器件可以分为以下几类：1. 硅基光电二极管（Si-PD）硅基光电二极管是最常见的光电导探测器件，具有灵敏度高、响应速度快、体积小等优势。

它的工作原理是将沿结的p-n结电荷注入到反向偏置中，当光子被吸收后，将把电流引入到负载电阻中形成电压信号。

2. 热释电型探测器（Pyroelectric detector）热释电型探测器是一种以热释电效应为基础进行热抗干扰探测的光电转换器件。

它主要以热能量变化的电信号产生为特点。

由于其极好的阻抗匹配性能和高速响应速度，热释电型探测器被广泛应用于非接触式温度检测、燃气探测、安防领域等。

3. 光电倍增管（Photomultiplier tube, PMT）光电倍增管是基于光电发射原理，通过多级倍增器结构共同促进电子增量每段线性增长达到在最后输出暴增的探测器。

其检测灵敏度高、信号放大比大、时间分辨能力强等特点，使其成为高精度仪器、高速计数器、统计学研究仪器等领域的理想探测器。

4. 光电晶体管（Phototransistor）光电晶体管是一种光电转换器件，其结构与普通结构型晶体管相似，只是将晶体管晶体口附加在封装面板上，作为光学窗口，增加了光电转换的效果。

其响应时间较快，抗干扰能力强，稳定性好，广泛应用于光电测量、光电自动控制、光电信号处理及其它光电系统。

5. 光电二极管阵列（Photodiode array）光电二极管阵列是由多个光电二极管集成在一起组成的，主要用于图像传感。

由于其灵敏度和响应速度的高度匹配、体积小等优势，被广泛应用于人脸识别、指纹识别、手写识别、车道检测等高科技领域中。

综上所述，不同光电导探测器件因其不同的工作原理和特性，其应用场景也各不相同。

因此，在选择使用时，应根据实际需求结合相关条件进行选择。

光电探测器概述分析

光电探测器概述分析光敏元件是光电探测器的核心部件，用于将入射的光能量转换为电能。

常见的光敏元件包括光电二极管、光电倍增管、光电导、光敏晶体等。

其中，光电二极管是最常见的光敏元件，由P型和N型半导体材料组成，当光照射到PN结时，产生光生电流。

光电倍增管是一种具有电子增益的光敏元件，它通过二次发射效应实现光电信号的放大。

光电导是一种基于金属-绝缘-半导体(MIS)结构的光敏元件，光照射到MIS结时，产生的电子流被金属电极捕捉，从而产生电信号。

光敏晶体是一种利用光生载流子的非线性效应来实现光电转换的光敏元件，具有高速响应和高灵敏度的特点。

信号处理电路是光电探测器将光信号转换为电信号后进行进一步处理的电路部分。

常见的信号处理电路包括放大电路、滤波电路、模数转换电路等。

放大电路用于增加光电信号的幅度，以提高信噪比和灵敏度。

滤波电路则用于去除杂散信号和噪声，保留感兴趣的频段信号。

模数转换电路则将模拟电信号转换为数字信号，以便进行数字信号处理和分析。

光电探测器的性能参数主要包括灵敏度、响应时间、线性度、噪声等。

灵敏度是指光电探测器对光信号的敏感程度，一般用电流-光功率转换系数和量子效率来描述。

响应时间是指光电探测器从接收到光信号到产生相应电信号的时间间隔。

线性度是指光电探测器输出的电信号与输入光信号之间的线性关系程度。

噪声是指光电探测器输出电信号中的随机波动，通常分为热噪声、暗电流噪声和光电转换噪声等。

在实际应用中，根据需要选择合适的光电探测器。

有选择的因素包括工作波长范围、动态范围、灵敏度要求、响应速度、稳定性等。

比如，在光通信领域，一般选择具有较高灵敏度和快速响应时间的光电探测器；在光谱分析领域，一般需要选择具有较高线性度和低噪声的光电探测器。

总之，光电探测器是一种重要的光电器件，具有广泛的应用前景。

随着科技的不断进步和需求的不断增长，对光电探测器的性能和特性要求也在不断提高，这就需要不断地研发和创新，以满足不同领域的应用需求。

光电探测的基本原理

光电探测的基本原理光电探测是利用光电效应将光信号转化为电信号的一种技术。

它基本的原理是当光子入射到某种物质表面时，会引起光电子的发射，从而产生电流。

这种现象被称为外光电效应。

根据外光电效应的不同特点，我们可以将光电探测器分为光电导、光电阻、光电二极管、光电倍增管等不同类型。

光电导器是一种利用光电效应的玻璃管，一端封闭，内部充满一种特殊的光敏剂。

当有光照射到光敏剂上时，光照能量会被吸收，产生电子。

这些电子在电场的作用下会受到加速，从而形成电流。

光电导器的灵敏度很高，可以接收到很弱的光信号，并且其输出电流与入射光信号的强度成比例。

但是光电导器的响应速度较慢，适用于一些需要高信噪比的低速光探测应用。

光电阻是一种依靠光敏材料电阻变化特性来实现光电转换的器件。

光电阻的原理是光照射到光敏材料上时，能够使材料内的带电粒子的能级发生变化，从而影响材料的电导率。

光敏材料通常是一些半导体材料，如硒化锌、硒化镉等。

当光照射到光电阻上时，光子的能量足够高时，电子就会从价带上跃迁到导带，产生自由电子。

这些自由电子的增多会使光电阻的电阻值减小。

通过测量光电阻的电阻值的变化，我们可以得到入射光的强度。

光电二极管是一种利用P-N结的光电效应进行光电转换的器件。

由于P-N结的能带结构不同，当光子入射到P-N结上时，能量大于带隙能的光子会被吸收并激发电子从价带跃迁到导带，形成电子-空穴对。

由于P区的导电性较好，电子-空穴对会迅速分离，电子被P区收集，空穴被N区收集，形成一个电流。

光电二极管的输出电流与入射光的强度成正比，可以广泛应用于光探测、通信等领域。

光电倍增管是一种利用光电效应将入射光子转化为电子，然后通过电子倍增技术将电子数量进行倍增，最终得到强电信号的器件。

光电倍增管通常由光阴极、电子倍增器和阳极组成。

光阴极接收到入射光子后，会发射出电子，这些电子通过电子倍增器中的过程进行倍增，最后到达阳极产生电流。

光电倍增管具有高增益、快速响应和高信噪比的特点，适用于低光强下的探测和测量。

基于PSD测距的智能光电导盲器设计

ｌ
ｌ
Ｉ
叱＿ — 感板ＬＪ光Ｉ－应
●—一Ｘ —— ．＿Ｌ—＋－
图３测距原理图
实验条件：直通道长２米、０宽约２米：５通道内随机竖直放置五
个零号图板（间距１米到７米之间）．５作为平板障碍；平板障碍及过道内壁用白色绘图纸覆盖：实验人员使用工具蒙住双眼，仿效盲人。
… … 。
１引言
川耷Ｈｌ１。Ｉ】
技术，模拟与数字电子电路技术，５单片机电路驱动告警技１
术，计出了一套高效的避障设备和避障方案，够在短时间设能内实现对障碍物的精确定位和告警提示，完成了导盲的目的。
基于ＰＤ测距的智能光电导盲器设计Ｓ
口王朗宁
（国防科技大学光电科学与工程学院湖南・沙长４０３）１０７
摘要：设计了一种基于ＰＤ原理距离探测的通道导盲器。介绍了ＰＤ测距原理，ＳＳ构造了一个二维的探测告警系统，利用ＳＣ９５ＲＴ８Ｃ１Ｃ单片机循环采样控制，通过不同阈值比较和时域差分比较并不同告警，实现了避障
其中一个用于前向探测，外两个分置左右，另目的实现避近些年来，导盲技术的快速发展为盲人的出行带来极大障和方向的控制。便利，统的导盲器械多是基于超声波探测技术，快速有效传可ＰＤ三角探测原理图如图３示Ｓ实现障碍告警，超声波是一种对人体有害的电磁波波段，但不宜长久使用我们采用对人体无害的红外技术，基于红外主动传感ＰＤ原理测距的光电导盲器，综合运用了ＰＤ测距Ｓ它Ｓ

光电导探测器的原理

光电导探测器的原理光电导探测器是一种常见的光电转换器件，能够将光信号转化为电信号。

它广泛应用于光通信、光电子设备和光测量等领域。

本文将从光电导探测器的原理出发，详细介绍其工作原理、分类以及应用。

光电导探测器的工作原理基于光电效应，即光照射到物质上会产生电子-空穴对。

在光电导探测器中，一般采用半导体材料作为光电转换元件。

当光照射到半导体材料上时，光子能量将被传递给半导体中的电子，使其从价带跃迁到导带，形成电子-空穴对。

光电导探测器通常由光电导层、电极和支撑结构组成。

光电导层是光电转换的关键部分，一般采用具有高载流子迁移率的半导体材料，如硅(Si)或锗(Ge)。

当光照射到光电导层上时，光子能量将激发光电导层中的电子，使其跃迁到导带，形成电流。

电极用于收集电流信号，一般采用金属材料。

支撑结构则用于固定光电导层和电极，保证其稳定性和可靠性。

根据光电导层的材料和结构不同，光电导探测器可以分为多种类型。

常见的光电导探测器包括PIN型光电导探测器、APD型光电导探测器和光电二极管。

PIN型光电导探测器是最常见的一种光电导探测器。

它由P型半导体、N型半导体和中间的Intrinsic层组成。

当光照射到Intrinsic层时，产生的电子-空穴对将在电场作用下被分离，从而产生电流。

PIN型光电导探测器具有宽波长响应范围、低噪声和高速响应等优点，广泛应用于光通信和光测量领域。

APD型光电导探测器是一种增强型光电导探测器，通过引入雪崩效应来增强光电转换效率。

APD型光电导探测器在Intrinsic层中引入高场区，当光照射到高场区时，电子-空穴对将在电场作用下进行雪崩增强，从而产生更大的电流。

APD型光电导探测器具有高增益、高灵敏度和高速响应等优点，广泛应用于低光水平检测和光通信领域。

光电二极管是一种简单的光电导探测器，由P型半导体和N型半导体构成。

当光照射到光电二极管时，产生的电子-空穴对将在PN结处被分离，形成电流。

光电二极管具有简单的结构和快速的响应速度，广泛应用于光电子设备和光测量领域。

第4章光电导探测器

光谱响应率：
光电流
I
p
(
)
qNG
q
() h
G
S() I p () q G () h
增大增益系数G可以提高光谱响应率，实际上常用的光电导探测器的光谱响应率小于1A／W，原因是：
① 产生高增益系数的光电导探测器电极间距需很小，致使光电导探测器集光面积太小而不实用。
② 若延长载流子寿命也可提高增益系数，但这样会减慢响应速度，因此，在光电导探测器中，增益与响应速度是相矛盾的。
半导体在0K时，导电载流子浓度为0。在0K以上，由于热激发而不断产生热生载流子(电子和空穴)，它在扩散过程中又受到复合作用而消失。在热平衡下，单位时间内热生载流子的产生数目正好等于因复合而消失的数目。因此在导带和价带中维持着一个热平衡的电子浓度n和空穴浓度p，它们的平均寿命分别用τn和τp表示。
但当入射光功率在较大范围内变化，即光电导变化范围很大时，要始终保持匹配状态是困难的。
输出电流与电压讨论： 1）高频工作时要考虑电容影响； 2）光电流Ip与入射光功率的关系：由于半导体对光
的吸收具有非线性特性。所以光电导探测器的光电流与入射光功率也将呈现非线性关系。
弱入射辐射时，成简单线性强入射辐射时，成非线性（抛物线型）
§4-2 光电导探测器的特性与性能参数
一、光电导探测器的光谱特性
1. 本征光电导的光谱分布：特点：单峰；两端下降；长波限不明显
相对灵敏度/%
100
ZnS CdS
80
60
40
CdSe
20
0 0.3 0.5
PbSe 90K PbS
Ge
PbTe CaAs 90K
InSb

光电导探测器件的分类

光电导探测器件的分类
光电导探测器件是一种将光信号转化成电信号的器件，广泛应用于光电通信、光电测量等领域。

根据其工作原理和结构形式，光电导探测器件可以分为以下几类：
1. 热电型光电导探测器：利用光能将光电子加热，使其与探测材料中的载流子发生热电效应，产生电信号。

常见的热电型光电导探测器包括热电池、热释电探测器等。

2. 光电二极管型光电导探测器：利用光子的能量将探测材料中的电子激发到导电层，产生电流信号。

常见的光电二极管型光电导探测器包括硅光电二极管、PIN光电二极管、Avalanche光电二极管等。

3. 光电倍增管型光电导探测器：利用光子的能量将探测材料中的电子激发到光电阴极，产生电子倍增效应，产生电流信号。

光电倍增管型光电导探测器具有高增益、高灵敏度等优点，常用于低光强度检测。

常见的光电倍增管型光电导探测器包括微通道板光电倍增管、C-MOS光电倍增管等。

4. 光电晶体管型光电导探测器：利用光子的能量将探测材料中的电子激发到导电层，产生电流信号。

与光电二极管不同的是，光电晶体管型光电导探测器具有电荷放大功能，可实现高灵敏度、高速度检测。

常见的光电晶体管型光电导探测器包括MOS光电晶体管、CCD 等。

以上是光电导探测器件的主要分类，不同类型的光电导探测器件具有不同的特点和适用范围，用户可根据实际需求选择合适的器件。

光电导探测器

时间的增加光生载流子逐渐增加，经过一定时间后，载流子浓度才逐渐趋于一稳定值。此后，若突然遮断入射的光辐射，光生载流子并不立即下降到照射前的水平，而是经过一定时间才趋于照射前的水平，这种现象称为
光电导的弛豫现象。
光电导的弛豫时间或时间常数光辐射入射到本征或非本征半导体材料上，建立稳定
的光生载流子浓度所需要的时间，或停止照射后光生载流子浓度下降到照射前的水平所需要的时间。
偏离线性而呈非线性。
22
三、光敏电阻的主要特性
➢光敏电阻的光电特性和光照指数
I P () SgU 或I P () SgUE
式中，Sg是光电导灵敏度，与光敏电阻材料有关；U为外加电源电压；Φ为入射光通量；E为入射光照度。为0.5～1之间的系数，弱光照射时，＝1，Ip与Φ有良好的线性关系，即线性光电导；强光照射时，＝0.5，即抛物线性光
与该载流子在光敏电阻 •提高载流子寿命，减小电极间
两极间的有效渡越时间的间距L，适当提高工作电压Ub，
之比，即
对提高A值和响应度有利。
A= /dr
•如果L减得太小，使受光面太小，也是不利的，一般A值可达103数
式中，A为光电导增益；量级。
τ为为载器流件子的在时两间极响间应的；渡dr•电极做成梳状，既增大面积，
13
14
工作性能特点：
• 光谱响应范围相当宽。可见光、红外、远红外、紫外区域 • 工作电流大，可达数毫安。 • 所测光电强度范围宽，既可测弱光，也可测强光 • 灵敏度高，光电增益可以大于1 • 无选择极性之分，使用方便。
缺点：强光下光电线性度较差，弛豫时间过长，频率特性差。需要外部电源，有电流时会发热。
电导。
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三、光敏电阻的主要特性

导盲器

否
警报器不工作
图10 信号阈值比较
多方位信号分析及避障
在探测的区域内单个障碍物时，反射回来的信号与阈值比较，这种情况为上述分析的。但有时候会在探测的区域内，几个方向反射回来的信号都大于阈值U，如图11：
红外探测器
图11 多方位信号
当C、D都大于U时，我们采取先进行C、 D的比较，选出较大值再与U比较，从而减少工作量，加快判断障碍物方位的进程。
2米的放大信号
设为阈值存储在单片机中
图9 阈值设置
信号与阈值的比较
根据上面设置的阈值U。把行走时的经处理的放大的电压信号值B与阈值U比较，如果 U>B，则无障碍物，不发出警报。当U<B时，则开始进行避障。这时由单片机控制警报器发出警报说明避障的方位，安全行走。
电压信号 B>阈值U
是发出警报和方位
二、光学镜头的使用
采用光学镜头分光束并扩大了探测的角度，减轻了导盲器的重量却提高了导盲器的质量并取得了廉价的效果。
三、利用阈值控制
利用阈值控制，大大减少单片机的运算时间，从而提高效率。
敬请各位专家给予指导!
A/D转化
图7所示：
信号置为高电平
发出提示音
退出
图7 总体流程图
中间控制枢纽主要是由单片机来实现的，从图7（控制流程图）可以看出来导盲器探路和警报都是由单片机进行控制的。
探路
高电平
单片机
报警
图8 控制系统
阈值的设定
本方案采用光强分析障碍物的距离，所以为了更快更方便我们事先把2米（根据实验所得数据可适当更改）定为基础比较值，并由实验得出其放大电压值U。导盲器工作时把接收并处理的信号U与之比较，从而判断是否有障碍物。最后传给单片机处理。

光电智能导盲器方案设计

光电智能导盲器方案设计作者：刘仲禹张欣婷来源：《电子技术与软件工程》2015年第14期本文设计一种采用ATMEGA16L单片机作为控制器，利用红外测距的原理，设计了一种手持式红外导盲装置。

该装置可以对盲人前面道路上的障碍物进行距离探测并把障碍物距离信息转换成电脉冲信号，识别前方障碍物的方向及距离。

【关键词】ATMEGA16L单片机红外测距电脉冲信号1 引言眼睛是我们身体不可缺少的器官，是人类了解世界感知外界的窗口，然而对于盲人来说简单的散步都是一件奢侈的事情。

本文设计一种光电智能导盲器帮助盲人能够在不借助他人或当盲犬的情况下，盲人经过简单的训练可以利用触觉感知脉冲信号并根据的频率变化来判断有无障碍物及离障碍物的距离和大致方位，达到导盲作用。

2 研究方案利用红外测距原理障碍物进行多点测量并将障碍物信息通过电脉冲信号传递给手指，使使用者通过触觉大概感知到障碍物及其方位。

当打开声音开关时会有声音提示障碍物方位。

（如图1）由于探测距离和高度的影响，本系统测量范围可设定在六米以内。

近距工作模式工作距离设定为两米工作高度为两米，这样可以保证使用者在复杂的工作环境中能不晃动仪器就能感知障碍物的存在。

光学部分采用850nm红外LED光源，出射角为20度，功率1W 出射距离可达20米，满足测量距离的覆盖要求。

接受器件选用850nm红外接受管，经过光学系统使其接收角度控制在1度。

电子部分可控制光源发出一个脉冲的同时开始计时，当接受器接收到这个脉冲时计时结束，单片机根据时间得出距离，测距方程： D=CT/2（D 为被测距离，C 为光速，T 为光脉冲信号来回于测距仪和待测目标反射脉冲的时间）。

采集系统会对每个接受器所对应角度进行扫描，然后把数据传递给单片机进行分析，从而对计算出障碍物的距离和方位，最后通过脉冲发生器和扬声器把信息传递给使用者。

3 技术路线及可行性分析3.1 光学部分利用多枚850nm大功率LED作为光源。

光电导探测器的工作原理

光电导探测器的工作原理小伙伴，今天咱们来唠唠光电导探测器这个超有趣的东西。

光电导探测器呢，就像是一个特别敏感的小卫士，专门感知光的世界。

你知道吗？它的工作原理其实还挺好玩的。

在光电导探测器里呀，有一些特殊的材料。

这些材料就像是一群乖巧又有点小脾气的小精灵。

平常呢，它们内部的电子就像是在自己的小家里休息，秩序井然。

但是一旦有光照射过来，就像是一场热闹的派对开始了。

光可是带着能量来的哦，这个能量就像一把神奇的钥匙。

当光照射到这些材料上的时候，它就把那些原本被束缚着的电子给解放出来了。

就好比把在小屋里睡觉的小精灵给唤醒，然后让它们可以自由地跑来跑去啦。

你看，原本这些材料的导电性是有一定规律的。

可是随着光的到来，那些被解放的电子就开始在材料里横冲直撞，这就使得材料的导电性发生了变化。

这就好像是原本平静的小街道，突然多了好多跑来跑去的小动物，一下子变得热闹非凡，而且道路也变得更“通畅”了，电流通过就更容易了。

而且哦，这个光电导探测器特别聪明呢。

它能根据光的强弱来改变自己的导电性。

光强的时候，就有更多的电子被解放出来，导电性就变得更强；光弱的时候呢，被解放的电子少一些，导电性的变化也就小一点。

就像是它能根据派对的热闹程度来调整自己的状态一样。

这种根据光改变导电性的特性，让光电导探测器有了好多厉害的用途。

比如说在一些自动感应的灯里，当周围环境暗下来，光变弱了，光电导探测器就会察觉到，然后给电路一个信号，灯就亮起来啦。

就像它在黑暗中悄悄说：“太暗啦，该开灯啦。

”而在一些安防设备里，它也能发挥大作用。

如果有可疑的光线变化，它也能及时发现，就像一个警惕的小眼睛，守护着周围的安全。

光电导探测器还有一个很有趣的地方呢。

它就像一个小小的桥梁，连接着光的世界和电的世界。

光带来的信息通过它转化成了电信号，这样我们就能用各种电子设备来处理这些信息啦。

比如说在相机里，光电导探测器可以把光线的信息转化成电信号，然后经过处理，就变成了我们看到的美丽照片。

新型光电智能导盲器

新型光电智能导盲器导读：这是一篇的产品宣传文案，介绍了一种新型的光电智能导盲器。

这款导盲器采用了高精度激光雷达检测技术和语音指导系统，为视障人士提供了更加便捷、安全、舒适的导航体验。

一、引言视障人士在出行过程中常常会面临诸多困难，如障碍物避让、路线选择、方向判断等。

为此，我们推出了一款全新的光电智能导盲器，以帮助他们更加自主、自信地完成日常出行任务，享受更多的独立自主的生活乐趣。

二、产品特点1.高精度激光雷达检测技术我们采用了最先进的激光雷达技术，可在陌生场景中精确探测出障碍物距离和位置，轻松避免行走中的碰撞伤害风险。

2. 多种导航模式我们的导盲器支持多种导航模式切换，根据用户习惯和需求，自由选择步行、公交、地铁等出行方式。

3. 语音实时指导我们的语音指导系统可通过智能分析算法，实时提供精准的语音提示和路线指引，让用户更加清晰地了解前方情况和目标方向，避免走错路。

4.端到端全覆盖我们的导盲器具有端到端全覆盖的优点，无论用户身处何处，都可以准确地获取所需信息，实现精准、高效的出行导航。

三、产品功能1.智能避障：导盲器可自动检测并规避行进路线上的障碍物，有效提高用户行走安全性。

2.路径规划：导盲器可根据用户需求或路况情况，自主规划最佳出行路线，实现智能出行。

3.多种导航模式：支持步行、公交、地铁等出行模式切换，满足用户个性化出行需求。

4.语音实时指导：导盲器内置语音导航系统，智能提供精准的实时语音提示和路线指引。

5.端到端全覆盖：导盲器网络覆盖范围广泛，支持全球定位系统，在室内外均可实现精准导航。

四、产品优势1.智能高效：光电智能导盲器采用高科技激光雷达技术，实现高精度导航、自主避障等先进功能，效率高、准确度高。

2.便捷舒适：导盲器内置语音提示系统，让视障人士不再需要靠外界帮助，实现更加独立、方便的出行体验。

3.安全可靠：导盲器具有自动避障、行进路线规划等安全功能，规避了行走中的各种隐患，确保用户的人身安全。

第四章光电导探测器

p
N p AL
（4.2-5）
N：N个电子/空穴对。（单位时间）
光电导Δσ引起的光电流
V A A qAVA (n n p p ) IP L L qNVA 代入（4.2-5） ( n n p p ) 2 L
③增益
I P VA VA VA G 2 ( n n p p ) 2 n n p p 2 qN L L L Gn G p
x
（4.1-23）
上式代入（4.1-20）光电导探测器输出的平均光电流

d
0
e x dx （4.1-24）
由（4.1-21），求得入射光功率P全部被吸收（α=1）所对应的探测器内的平均光生载流子浓度
P 0 n0 wLh
此时的光电流Ip0
（4.1-25）
I p0
eP 0 nV A d 2 h L
P ( x) P (1 R)e
x
（4.1-17）
光生载流子的统计平均值也应是入射深度x 的函数， n（x）表示在x 处光生载流子浓度，则在外加电场作用下该处的漂移电流密度J（x）为
J ( x) en( x)
光生载流子在外加电场E作用下的漂移速度
光生载流子在外加电场 E作用下的漂移速度
p Gp tp
在半导体中，电子、空穴寿命相同，若用τ表示平均寿命
n p
n p 1 1 G Gn G p ( ) tn t p tn t p
若定义
1 1 1 t dr t n t p
则
G t dr
G一般在103数量级
⑤光电导器件量子效率
光电导探测器结构
光电导探测器偏置电路

光电导探测器件的分类

光电导探测器件的分类介绍光电导探测器件是一类能够将光信号转化为电信号的器件，具有广泛的应用范围，包括光通信、光电子学、光学传感和光学图像等领域。

本文将对光电导探测器件进行分类，并对各类器件的原理和应用进行详细探讨。

光电导探测器件的基本原理光电导探测器件基于光电效应的原理工作，即当光照射到材料表面时，光子的能量会被电子吸收，使得电子从价带跃迁到导带。

这样，产生了电流信号，可以利用这种电流信号来检测光信号的存在和强度。

分类一：光电导二极管光电导二极管是一种基于半导体材料的光电导探测器件。

它的工作原理是利用光子的能量使材料中的电子产生跃迁，从而产生电流。

光电导二极管通常具有较高的响应速度和较低的噪声，常用于光通信和光电子学领域。

1. 硅光电导二极管硅光电导二极管是最常见的光电导二极管之一。

它具有较宽的光谱响应范围，并且对可见光和近红外光有较高的灵敏度。

硅光电导二极管被广泛应用于光通信、图像传感和红外探测等领域。

2. 锗光电导二极管锗光电导二极管是另一种常见的光电导二极管。

与硅光电导二极管相比，锗光电导二极管在中红外光谱范围内具有更高的灵敏度。

因此，它被广泛应用于红外光谱分析、热成像和红外通信等领域。

分类二：光电导阵列光电导阵列是一种将多个光电导二极管集成在一起的器件，具有较高的空间分辨率和灵敏度。

光电导阵列常用于光学图像的捕捉和传感。

下面是几种常见的光电导阵列。

1. 焊接光电导阵列焊接光电导阵列是一种将多个光电导二极管通过焊接连接在一起的器件。

它具有较高的空间分辨率和光电转换效率，适用于高清晰度图像的捕捉和显示。

2. 简单光电导阵列简单光电导阵列是一种将多个光电导二极管通过简单的电路连接在一起的器件。

虽然其空间分辨率和光电转换效率较低，但是由于其结构简单、制造成本低，被广泛应用于一些低成本的图像传感器中。

3. CMOS光电导阵列CMOS光电导阵列是一种将多个光电导二极管与CMOS图像传感器集成在一起的器件。