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光电测速论文 (2)

光电测速论文 (2)

本科毕业设计 (论文)基于单片机的转速测量设计(软件) Microcontroller-based photoelectric tachometer system design(Software)学院:理学院专业班级:光信息科学与技术学生姓名:学号: 03指导教师:2012 年5 月目录1 序言 (1)2.设计功能分析 (2)2.1 系统功能概述 (2)2.2 设计系统要求以及主要内容 (2)2.3 系统技术指标与要求 (3)2.4 测速原理 (3)2.5 光电转换原理 (3)2.6 光电耦合器简介 (3)3.设计总体设计 (3)3.1 硬件设计思路 (4)3.2 软件设计思路 (5)4.软件设计 (6)4.1 程序注释 (6)4.2 采集数据的处理 (19)5.实物制作与硬件调试 (20)5.1实物焊接 (20)5.2硬件调试 (20)5.3局限性与不足之处 (20)5.4改进和应用 (21)6.结果分析与小结............................ 错误!未定义书签。

7.致谢 (24)1 序言基于单片机转速测量系统可以对电机的转速进行测量。

电机在转动过程中,它的平稳性至关重要,不能太快,不能太慢。

所以本设计旨在对单片机进行实时的测速以反映电机的状况。

本设计主要由U型红外传感器,单片机AT89C51组成。

可以对较高转速进行转速测量,测量的转速精确度很高,而且还能够在数码管显示出来,从而完成对电机转速的测量。

MCU是单片机的英文名称Micro Controller unit的缩写,他是一种把中央处理器、定时/计数器(Timer/Counter)、存储器、寄存器、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。

单片机具有很多优点,例如功能多样,可靠,应用多样广泛,可以说单片机的出现极大推动了电子产业以及相关产业的发展。

我是负责软件的编程所以我将着重对软件加以叙述,至于硬件设计我就不再赘述,由于本人水平技能有限加之时间仓促难免有不足之处望指导老师和各位教授批评指正。

光电检测技术论文(2)

光电检测技术论文(2)

光电检测技术论文(2)推荐文章无损探伤检测技术论文热度:无损检测技术论文热度:网络入侵检测技术论文热度:网络故障检测技术论文热度:土木工程试验检测技术论文热度:光电检测技术论文篇二光电检测技术课程改革初探【摘要】光电检测技术将光学检测技术与现代微电子技术、计算机技术紧密结合,是相关专业的一门重要专业课程。

基于课程特点,我们从教学内容的更新、实验环节的改进和考核方式的改革等方面开展了光电检测技术课程的建设,提高了学生学习的主动性,增强了学生综合运用所学知识进行分析和应用的能力。

【关键词】光电检测技术课程内容实验考核【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2016)02-0069-02随着现代科学技术的快速发展,光电检测技术作为一门研究光与物质相互作用的新兴技术,因其测量精度高、速度快、非接触、频宽与信息容量极大、传递信息效率高、自动化程度高等突出特点,成为现代检测技术最重要的手段和方法之一。

在工业、农业、军事、航空航天以及日常生活中应用得非常广泛,是现代信息类工科学生必须掌握的知识。

自2004年起,光电检测技术课程成为北京信息科技大学光信息科学与技术和测控技术与仪器两个专业共同的一门重要专业课。

该课程将光学检测技术与现代微电子技术、计算机技术紧密结合起来,深入讲解各种光电转换技术及器件的原理、特性和基本用法,结合具体应用,详细介绍各种激光干涉、衍射,光纤传感等光电检测方法、技术及系统,最终让学生深入理解光电技术的基础理论和基本知识,对各种光电器件和光电检测技术有一个全面的认识,并且掌握多种光电检测方法,以便在实践中熟练应用,为学生今后的工作打下坚实的基础。

理解和掌握这门课程,对于提高学生素质和培养分析能力、创新能力都有重要意义。

同时由于光电检测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,这正是学院仪器科学与技术和光学工程两个一级学科共同的研究方向。

探析光电探测技术的空间应用论文

探析光电探测技术的空间应用论文

探析光电探测技术的空间应用论文探析光电探测技术的空间应用论文摘要:目前,在空间技术中广泛地采用光电探测技术获取各种信息。

本文就姿态敏感、扫描成象、分光技术和光雷达等四类传感仪器的应用情况,结合国内外的技术发展作综合介绍。

光电成象遥感仪已成为气象和地球资源卫星上的主要传感仪。

它们的图象数据广泛应用,为密切人类生活同空间技术的关系起着重要作用。

本文最后指出发展光电技术空间应用的关键问题。

关键词:光电探测技术论文0引言在光电子系统中,最关键也是最重要的就是作为它的“眼睛”的部件,也就是光电探测器。

它的优点是它非常灵敏,同时也具有人眼所不具有的对图像的记忆、储存、输出以及显示记录的功能,但是同时其缺点也非常明显,其一是由于自身原理的问题,它的光谱响应范围仅限于400nm到760nm,但是对于波长在该范围之外的紫外光和红外光一般不能响应;其二是由于“眼睛”的视觉暂留现象,对于高频信号不能清楚分辨。

光电探测器种类繁多,从原则上说只要在受到光照之后其物理性质变化的材料都可以用来制作光电探测器。

现在最广泛使用的光电探测器是利用光电效应进行工作的,光电效应又分为内光电效应和外光电效应:常见的光电管和光电倍增管是利用外光电效应工作的,即是由入射光子打在阴极材料上将其内部电子轰击出来形成光电流,从而通过入射光强的改变进而检测光信号;一些典型的半导体光电器件则是利用内光电效应来实现的,其是通过将光电材料内部的电子从低能态激发到高能态,从而激发出一个电子空穴对,称为光生电子空穴对,通过检测出它对半导体光电材料导电性能的改变,就可以检测出光信号的改变[1]。

外光电效应和内光电效应的产生都是取决于入射光的波长λ和频率υ,即光子能量E只与频率υ有关,式中h为普朗克常量。

要能产生光电效应,每个光子的能量必须高于一定的数值,波长越短,即频率越高,则每个光子的能量也就越大,越容易产生光电效应。

目前广泛使用的光电探测器是光电二极管和雪崩光电二极管,它们都是由半导体材料制作而成的。

中国地质大学光电检测论文

中国地质大学光电检测论文

光电检测报告学生姓名:陈垚班级:071123学号:20121001280指导老师:李刚2014年12月6日光电技术运用与发展陈垚摘要:光电技术是目前十分热门的一门新兴技术。

20世纪60年代激光问世以来最初应用于激光测距等少数应用。

到70年代,由于有了室温下连续工作的半导体激光器和传输损耗很低的光纤,光电子技术才迅速发展起来。

全世界铺设的通信光纤总长超过1000万公里主要用于建设宽带综合业务数字通信网。

以光盘为代表的信息存储和激光打印机、复印机和发光二极管大屏幕现实为代表的信息显示技术成为市场最大的电子产品。

人们对光电神经网络计算机技术抱有很大希望,希望获得功耗低、响应带宽很大噪音低的光电子技术。

当今全球范围内已经公认光电子产业是本世纪的第一主导产业是经济发展的制高点光电子产业的战略地位是不言而喻的。

鉴于此光电子技术应用的开发被世界各国所关注新的应用领域也在不断发现中。

理论是发展的基础,发展是理论的延续。

对于较新兴的技术领域更是如此。

近年来,我国光电子技术理论论文发表数量逐年增加,论文年平均增长率在光电子技术领域的所有专业中最高,这为光电子技术的进一步发展和产业化奠定了厚实的基础。

关键词:自动化;光电催化氧化;航空侦查;深空探测Application of photoelectric technology and developmentchenyaoAbstract:Photoelectric technology is a new technology at present very popular. In twentieth Century the 60 time since the advent of laser was first applied in laser range finder and a few application. To the 70's, due to the fiber transmission lossat room temperature semiconductor lasers and continuous operation under verylow, photoelectron technology developed rapidly. Communication optical fiberlength of the world laid more than 10000000 kilometers is mainly used for theconstruction of broadband integrated service digital communication network. In order to CD for generation. Table of information storage and laser printers, copiers and LED large screenreality as the representative of the information display technology has becomethe biggest market for electronic products. The people of the optoelectronicneural network computer technology have great hopes to obtain low power consumption, response optoelectronic technology with large bandwidth low noise.In the world has recognized the photoelectron industry is the first leading industries of this century is the strategic position of the commanding heights ofphotoelectron industry of economic development is self-evident. In view of the development of the optoelectronic technology application is a focus in the worldnew applications are constantly found in. China electronic technology anddevelopment from "six five" to start the of optoelectronic technologyin laser technology mainly. In 1987 the Ministry of science and technology to the photoelectron information included in the "863" plan to give research and support the development of laser science and technology has been paid great attentionthe country played an important role in national defense construction and socialapplication. The original foundation of optoelectronic industry in our country is a military optics, optoelectronics and infrared technology in military.Keywords: optical fiber communication, optical camouflage, national defense,industry, air reconnaissance专题一、光电技术在工业中的运用(自动化)一、背景介绍我们知道在现代科技不断发展的过程中,光电技术以其独特的应用优势,逐渐出现在各行业中。

光电测试技术论文(2)

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光电测试技术论文(2)光电测试技术论文篇二纳米光电测控技术研究[摘要] 纳米技术的发展使得人来在改造自然方面进入了一个新的层次,作为一项面向21世纪的高新技术,对国民生活和军事技术带来巨大的改变。

纳米技术的发展和机械加工行业精度水平的提高必须以超高精度的纳米测控技术的发展作为基础和先导。

本文详细介绍了纳米光电测控技术的研究现状与发展趋势。

[关键词]纳米光电测控技术纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。

它主要包括纳米材料、纳米动力学、纳米生物学和纳米药物学、纳米电子学等四个方面。

纳米级材料工程是指用于纳米技术的材料开发,主要应用于功能织物、医学生物工程、电子工业、催化剂、超微传感器等几个方面。

纳米级加工技术纳米加工技术在纳米技术的各领域也起着关键作用,包含机械加工、能量束加工、化学腐蚀以及扫描隧道显微镜加工等许多方法。

然而,纳米级的测控技术是制约纳米技术发展的关键。

我国测控领域的科研人员经过四十多年长期探索,不断研究,克服了各种困难,利用光、机、电、算多学科综合,发展了一整套微/纳米光电测控新技术,研制出新一代测控仪器,已经成功地应用于军用、民用很多领域,取得了明显效果。

一、纳米光电测控技术纳米光电测控技术以纳米计量光栅为核心元件,配以光电转换、信号读取、信号处理以及超精机械,形成各种测量仪器,可直接用于测量或控制长度、位移等多种几何量。

具有测量精度高、量程大、环境适应能力强、稳定性好等优点。

该项技术主要由传感器和数显装置两部分组成。

利用该项技术所生产的产品具有自动求最大值、最小值、峰峰值、公英制转换、置数、打印、复位、自检等功能,同时还具有RS232串行通讯接口,与计算机、单片机等连接后可进行自动测量、自动数据处理和自动控制等优点。

纳米测控技术包括纳米级的测量技术和纳米级的定位控制技术两个方面。

1.纳米测量技术目前,纳米级测量技术的主要发展方向有光干涉测量技术和扫描显微技术等,以表面粗糙度和表面形貌等为测量对象。

光电检测技术论文

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光电检测技术的特点、应用现状及发展前景【摘要】光电检测技术是光电信息技术的主要技术之一,是利用光电传感器实现各类检测,即将被测量转换成光通量,再将光通量转换成电量。

随着现代科学技术以及复杂自动控制系统和信息处理技术的提高,它以测量精度高、速度快、非接触、频宽与信息容量极大、信息效率极高及自动化程度高等突出特点发展十分迅速,应用现状非常好,并且有着很好的发展前景。

【关键词】光电检测,光电传感器,特点,应用现状,发展前景引言:随着现代科学技术以及复杂自动控制系统和信息处理与技术的提高,光电检测技术作为一门研究光与物质相互作用发展起来的新兴学科,已成为现代信息科学的一个极为重要的组成部分。

光电检测技术具有测量精度高、速度快、非接触、频宽与信息容量极大、信息效率极高、以及自动化程度高等突出特点,令其发展十分迅速,并推动着信息科学技术的发展。

它将光学技术与现代电子技术相结合,广泛应用于工业、农业、家庭、医学、军事和空间科学技术等领域。

本文从光电检测技术本身特点出发,简述它在工业、资源、环境测温等领域的应用现状及其发展前景。

1,光电检测技术1.1光电检测技术的原理光电检测系统的工作原理图如下图所示:光电检测系统原理图1.2光电检测技术的特点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检测,具有如下特点:①高精度。

光电检测的精度是各种检测技术中精度最高的一种,如用激光干涉法检测长度的精度可达0.05um/m;光栅莫尔条纹法测角可达0.04";用激光测距法测量地球与月球之间距离的分辨率可达1m。

②高速度。

光电检测以光为媒介,而光是各种物质中传播速度最快的,无疑用光学的方法获取和传递信息是最快的。

③远距离、大量程。

光是最便于远距离传播的介质,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非接触检测。

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,是各种检测方法中效率最高的一种。

光电检测论文

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新型分布式光纤传感器研究1 引言入射光与介质中的微观粒子发生弹性碰撞时将引起瑞利散射,且其散射光具有频率以及在散射点的偏振方向均与入射光相同的特点,因此散射光包含了光纤散射点的偏振信息。

基于这个物理规律,1980年,Rogers提出了偏振光时域反射技术(POT-DR)的思想,该技术是在光时域反射计(OTDR)和偏振态调制型光纤传感器的基础上发展起来的一项新技术,其基本原理如图1所示。

由激光器发出的脉冲光经过偏振器变成一束线偏振光,再把线偏振光耦合进光纤;当外界环境改变时,光纤中光的偏振态将发生变化。

同时,由于光脉冲在光纤中传输时发生瑞利后向散射,因此通过探测器探测后向散射光偏振态的变化,便可以得到光纤中偏振态变化的时间和空间分布。

其中偏振器放在A,B的位置均可,假设放在A处,则探测器直接检测光偏振态变化的信息;假设放在B 处,则探测器接收由偏振态引起的光强变化的信息。

图1 POTDR基本原理同OTDR相比,POTDR要求激光脉冲的相干性很强,而且偏振态调制光纤传感器要求有较高灵敏度的检测装置。

自POTDR技术提出后的30年以来,许多研究人员根据研究的需要提出了各种POT-DR的测量方案,例如Ellison 等人1998年提出的采用旋转波片和起偏器的偏振敏感的光时域反射技术,Marc WuliPart等人2001年提出的采用旋转起偏器的偏振敏感的光时域反射技术,Sjatalin和Rogers提出采用电脑的偏振敏感的光时域反射技术。

尽管所提出的这些结构不同,但其基本原理都是基于偏振态的光纤时域反射技术。

目前,国内电子科技大学、北京交通大学等高校对POTDR的机理、信号处理方法与采集、测试准确度等方面做了一定的研究,也取得了一定的成果。

利用POTDR 技术成功分析了光纤中双折射、拍长、偏振相关损耗后,国外对POTDR 的研究目前主要集中在机理和偏振模色散等领域,并利用POTDR 对光线的偏振模的研究变得越来越多,也取得了一定的研究成果,但很少有探测方面的实际系统及具体分析报道。

光电测试技术论文

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光电测试技术论文概论光电图像检测系统的知识涉及面广,在工业、农业、军事、航空航天以及日常生活中皆有着非常广泛的应用, 是现代工科学生必须掌握的一门知识。

光电图像检测系统以其非接触、高灵敏度、高精度、快速、实时等特点,成为现代检测技术重要的手段和方法之一。

光电图像检测系统内容多、涉及知识面广,包括光学、光电子学、电子学、计算机、机械结构等学科内容。

描述光电成像系统动态特性的参数有多项,其中对运动目标的图像探测特性是其最重要的特性。

这项特性定埴地表征了综合光电成像系统的惰性环节对系统成像过程的影响,全面确定了光电成像系统对动目标的探删和捕获能力。

1动态目标探测特性测试的理论模型光电成像系统的静态图像探测特性可以采用分辨力以及光学传递函数[或点扩散函数]表示。

当光电成像系统中存在有惰性器件(如光电导器件、电子束扫描、电路的积分环节、显示器件等)时,将导致对动态目标的分辨能力下降这是由于惰性环节产生的时滞图像信号造成图像模糊所至一。

因此,光电成像系统的静态分辨力并不等于动态分辨力光电成像系统的动态分辨力可以用如下的数学过程建立其基本概念。

如果令光电成像系统惰性环节的时间脉冲响应函数为p(t).则动态输出图像函数h(x,y)可以表示为静态输出图像函数的卷积考虑到P (t)是时间的函数,所以要转换变量,利用运动速度函数v(x,y )将时间p(t)变换为空间座标变量的函数p(t )定量地描述了惰性环节对动态成像过程的影响,由此可知光电成像系统的动态成像特性既取决于情性环节的时间响应特性又取决于目标运动的速度。

为此要了解光电成像系统的动态图像探测特性, 必须测定各种运动速度条件下光电成像系统的的动态图像分辨力,即用各种速度下光电成像系统的极限分辨力曲线来表征光电成像系统动态图像探测特性,该曲线称为光电成像系统动态图像探测特性曲线。

2方法与测试系统2.1 测试方法根据常用的检测光电成像系统空间分鞲特性的方法,结合自行研制的运动目标生成驱动装置,选择矩形以相临两亮线条(或暗线条)之间的中心距离作为空间周期,则它的倒数可视为空间频率,发二极管阵列产生空间频率对比度为C 1(f ) 定速度运动的矩形光栅经微光电视系统成像后成像在光电综合仪器动态测试系统显示屏幕上。

光电检测前沿技术论文

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光电检测前沿技术论文推荐文章无损探伤检测新技术论文范文热度:无损探伤检测技术论文热度:无损检测新技术论文热度:无损检测技术论文热度:网络入侵检测技术论文热度:随着微电子与计算机技术的发展,光电检测仪器和技术也取得长足的进步,下面是店铺整理了光电检测前沿技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!光电检测前沿技术论文篇一光电检测技术在机械设计制造中的应用摘要:随着我国经济的不断发展,国家和企业对机械制造业也越来越大,这样机械制造业就出现了飞速发展的趋势,从而推动制造业的飞速发展,目前我国已经成为全球第一大机械制造业大国,相比于西方发达国家,我国的机械技术还是存在一定的差距。

尤其随着21世纪信息技术的飞速发展与深入各行各业中,让光电检测技术在机械设计中应用更加广泛,光电检测只有掌握好光电检测技术,才能更好的应对自己的工作。

在本文主要对光电检测技术在机械设计制造中的应用进行了探究和分析。

关键词:光电检测技术;机械设计制造;应用1.前言随着我国科学技术和经济的发展,光电检测技术被广泛应用到机械设计制造中。

主要是因为其特点是可以实现无接触检测,因而可以将机械动态检测变成光电静态检测,从而可显著简化机械结构。

除此之外在很多场合还可省去调整操作,本文首先对阐述光电检测的基本原理;然后对光电检测在机械设计制造中的应用进行了分析和探究。

2.光电检测的基本原理电管的基本结构简图如图1所示,具体选择哪一种结构的光电管与设备具体结构和使用要求有关。

透射式光电管的工作原理是发光二级管发出的光信号直接照射到接收三级管的基极,三极管基级接收到光信号后在发射极或集电极上产生一个输出信号,然后后续电路再对所接收到的信号进行处理去控制相应部件.显然光电流的强弱直接影响到输出信号的强弱,当发光管和接收管之间没有任何物体时,输出信号最强;反之当有物体夹在中间时,输出信号就开始减弱,中间物体的厚度越厚,透明度越差,则输出信号就越弱,因此用这种光电管即可进行物体位置检测,也可进行物体厚度检测。

光电技术论文

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光电技术论文光电子学的产生及其发展,提出了光电子技术的发展方向和研究热点。

下面是店铺整理了光电技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下! 光电技术论文篇一光电子技术的发展与应用[摘要]综述了光电子学的产生及其发展,提出了光电子技术的发展方向和研究热点。

光电子学是由光学和电子学相结合的新兴交叉学科,涉及光显示、光存储、导波光学、材料科学的科研成就。

光电子学以光学研究为核心,以电子学研究为支撑,它不仅全面兼容电子技术,而且规避了电子作为信息载体存在电磁串扰和路径延迟的缺点,在当今信息时代愈发占有重要位置。

[关键词]光电子技术技术创新实际应用中图分类号:TN2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)10-0202-021 引言当今人类处于信息时代,信息渗透于农业生产、商业活动、医疗卫生、国防军事乃至日常生活的哥哥方面。

在空间科学、生命科学、遥感测绘等领域中都拥有大量科学信息要求在有限的时间、空间、甚至实时的进行准确处理。

信息技术的支撑学科是电子学和光学;光电子学则是由光学和电子学交叉形成的新兴学科,对信息技术的发展将起到至关重要的作用。

光电子学是光学技术和电子学技术的融合,靠光子和电子的共同行为来执行其功能,是世纪之交继微电子技术之后迅速兴起的一个高科技领域,在当今信息时代愈发占有重要的关键地位。

2 光电子技术的出现和发展光学的发展历程古老又漫长,电子学的发展则相对较短。

光电子学作为这两个学科的交叉点是一门新型的学科。

19世纪麦克斯韦的经典电磁理论证明了光的电磁性。

1917年爱因斯坦提出了光的辐射与吸收。

在20世纪60年代以前光学与电子学仍然是两门独立的学科。

直到1960年世界第一台激光器诞生,激光的发明对人类的社会活动产生了广泛而深刻的影响。

作为高技术的研究成果,它不仅广泛应用于科学技术研究的各个前沿领域,而且已经在人类和生活的许多方面得到了大量的应用,与激光相关的产业已经在全球形成了超过千亿美元的年产值。

光电技术论文(2)

光电技术论文(2)

光电技术论文(2)光电技术论文篇二光电子技术教改探索摘要:光电子技术课程是一门理论和实践紧密结合的重要课程。

针对我院实验课程的欠缺,我们进行了此项教改工作,希望这次改革成果能给本专业老师的教和学生的学带来益处。

关键词:光电子技术虚拟仪器LabVIEW 光电实验教学改革中图分类号:G642.4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(a)-0067-01光电子技术课程是一门理论和实践相结合的一门课程。

但我们学院自从2003年开设光电子技术课程以来,由于因教学条件所限,该课程主要强调理论,实践教学内容很少,到目前为止还没有专门的光电子技术实验室。

这种情况下或多或少会影响到学生对本课程内容的理解和应用。

可见,我们学院的光电子技术课程教学改革势在必行,特别要把实验环节的教学提到日程上来。

1 改革理论课程1.1 教学内容改革光电子技术课程是我们学院光信息科学与技术专业和应用物理两个学科的专业课,最初选择的教材不太合适,经过两次调整,最终选定高教出版社张铁林主编的《光电子技术》的和科学出版社朱京平主编的《光电子技术基础》两本书作为我们的指定教材。

光电子课程是我院光信息和应用物理两个专业的学位课,原来把两个专业设置的课程内容是完全一样的,但由于光信息开设了激光原理,所以教改中将这部分内容从光电子技术课程中删减掉,而应用物理专业由于开设了固体物理课程所以他们的光电子技术课程中晶体部分就不再讲解。

1.2 教学方法的改革(1)提高教师自身能力和素质。

要想把这门是理论与实践高度结合的课程落到实处,该专业的教师应主动吸收社会高水平的一线工程技术人员的经验,聘请优秀技术人员参与指导综合设计和创新实践活动,以此提高自身的素质。

(2)建立以学生为中心的实践教学方法。

以各类创新活动激发学生参与的主动性和积极性。

注意将学生课外科技活动和教学体系结合起来,在学分承认下,既激发了学生学习和实践的积极性,又使科技活动取得了很好的效果。

光电检测技术在监测中的应用与发展趋势论文

光电检测技术在监测中的应用与发展趋势论文

光电检测技术论文——光电检测技术在监测中的应用与发展趋势学生:班级:学号:指导老师:时间:目录目录 (1)摘要 (2)一、前言 (4)二、光电检测技术 (4)2.1光电检测技术的概述 (4)2.2光电检测技术原理 (5)2.3光电检测技术的特点 (5)2.4光电检测技术的发展现状 (6)2.5光电检测技术的发展趋势 (8)光电检测技术在监测中的应用 (10)3.1光电检测技术在工业监测中的应用 (10)3.2光电检测技术在军事监测中的应用 (12)3.3光电检测在能源发面的应用 (16)四、发展前景 (17)五、总结 (20)参考文献 (20)摘要:随着光电检测技术的发展,几乎在各个领域得到研究与应用。

简述了光电检测技术的发展现状以与在某个领域的应用。

首先介绍了光电检测技术的概述,光电检测技术原理,光电检测技术的特点,光电检测技术的发展现状以与光电检测技术的发展趋势;然后分别简述了光电检测技术在工业、军事、能源监测方面的应用;最后介绍了光电检测技术的前景。

关键字:光电检测技术;工业监测;军事监测;前景AbstractWith the development of photoelectric detection technology,and it has been studied and used in almost every field.There are to describe the current situation of the development of photoelectric detectiontechnology and the application in a certain field.Firstly,it introduces the overview of the principle of photoelectric detection technology, photoelectric detection technology, the characteristics of photoelectric detection technology, the development trend of the current situation of the development of photoelectric detection technology and photoelectric detection technology; then respectively introduces the use of photoelectric detection technology in industrial, military and energy monitoring; finally introduced the prospect of photoelectric detection technology.Keywords: photoelectric detection technology; industrial monitoring; military surveillance; energy monitoring; prospect一、前言随着现代科学技术以与复杂自动控制系统和信息处理和技术的提高,光电检测技术作为一门研究光与物质相互作用发展起来的新兴学科,已经成为现代信息学科的一个极为重要的组成部分。

光电检测技术论文光电检测技术相关论文

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光电检测技术论文光电检测技术相关论文浅议光电检测技术在仪器中的作用摘要:随着现代精密测量技术的发展,光电检测技术在仪器检测中起到的作用也越来越明显。

然而,在目前的测控技术与仪器专业体系中,光电检测技术的重要性并没有得到足够的重视,本文首先介绍了现代精密测量技术的发展现状,随之介绍了光电检测技术的基本内容及其面临的问题,最后提出应当突出光电检测技术的重要性,使之在测控技术在仪器中有重要地位,这对于培养具有创新能力和前瞻意识的高素质人才具有良好的促进作用。

关键词:光电检测技术;精密测量技术1、概论世界已进入信息时代,人们在利用信息的过程中,首先要解决的就是获取可靠的信息,因此传感器技术越来越受到人们的重视。

而随着传感器技术的发展,传感器所要面向的应用范围从纳米尺度到天文尺度两段都在不断扩展,精密测量技术已经得到了越来越多的研究和重视,这就使得作为现代精密测量的核心技术的光电检测技术的重要性与日俱增,因为传统的检测方法已经无法满足这些工作条件下的特殊要求。

因此,光电检测技术的教学和研究已越来越受到国内为高等院校、科研机构和相关企业的重视。

现在一起科学技术是机械、光学、电学、计算机以及控制技术的综合化,光、机、电、算一体化已经成为仪器发展的趋势。

传感器的微型化、纳米技术的发展,也对现代精密测量技术提出了越来越高的要求。

在这种情况下,光电检测技术的重要性越来越明显。

然而,在目前的测控技术月仪器体系中,光电检测技术的重要性并没有得到足够的重视。

本文首先介绍了现代精密测量技术的发展现状,随之介绍了光电检测技术的基本内容及其面临的问题,最后提出应当突出光电检测技术的重要性,使之在测控技术与仪器专业体系中占有重要地位,这对培养具有创新能力和前瞻意识的高素质人才具有良好的促进作用。

2、现代精密测量技术的发展现状现代精密测量技术是一门集光学、电子、传感器、图像、制造机计算机技术为一体的综合性交叉学科,涉及广泛的学科领域,它的发展需要众多相关学科的支持。

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从光纤的发明看科学家的执着——对光电检测技术与仪器的认识摘要:光纤是光导纤维的简写,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。

前香港中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想,高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。

在日常生活中,由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,光纤被用作长距离的信息传递。

关键字:光纤,光纤通信,光纤发明,应用引言在平时的生活经历中,我们总不免用到见到各种光电器件,不管是看似简单还是负责的光学器件都默默的影响着我们的生活甚至时代的发展。

这学期我有幸选到了《光电检测技术》这门课,系统地学习了现代化智能化的光电检测技术以及配套发展的光电检测器件,让我对光电检测和各种光学仪器有了一个系统和相对深入的了解。

在当今的世界,光纤已经成为了有线数据通讯的一个主流,而我还依稀记得2009年“光纤之父”高锟因为光纤的发明而获得的诺贝尔奖。

在学习了这门课后,我就以光纤来谈谈现代光电器件以及我对科学研究的认知。

1、光纤的发明1966年,高锟发表了一篇题为《光频率介质纤维表面波导》的论文,开创性地提出光导纤维在通信上应用的基本原理,描述了长程及高信息量光通信所需绝缘性纤维的结构和材料特性。

简单地说,只要解决好玻璃纯度和成分等问题,就能够利用玻璃制作光学纤维,从而高效传输信息。

这一设想提出之后,有人称之为匪夷所思,也有人对此大加褒扬。

但在争论中,高锟的设想逐步变成现实:利用石英玻璃制成的光纤应用越来越广泛,全世界掀起了一场光纤通信的革命。

随着第一个光纤系统于1981年成功问世,高锟“光纤之父”美誉传遍世界。

高锟还开发了实现光纤通讯所需的辅助性子系统。

他在单模纤维的构造、纤维的强度和耐久性、纤维连接器和耦合器以及扩散均衡特性等多个领域都作了大量的研究,而这些研究成果都是使信号在无放大的条件下,以每秒亿兆位元传送至距离以万米为单位的成功关键。

举世公认高锟是提出用纤维材料传达光束讯号,以建置通信的第一人。

高氏仍在英国求学的1960年代,大家已经知道讯息是可以用数字或模拟的方式传送。

当时已有人研究,透过气体或玻璃传送光,期望可达到高速的传送效率,但无法克服讯号会严重衰减的问题。

1965年,高氏对各种非导体纤维进行仔细的实验。

按他分析,当光学讯号衰减率能低于每公里20分贝时,光束通信便可行。

他更进一步分析了吸收、散射、弯曲等因素,推论被包覆的石英基玻璃有可能满足衰减需求达到波导。

这项关键研究结果,推动全球各地连串运用玻璃纤维波导来通讯的研发工作。

此后1970-美国贝尔实验室研制出世界上第一只在室温下连续波工作的砷化镓铝半导体激光器1976-美国在亚特兰大的贝尔实验室地下管道开通了世界上第一条光纤通信系统的试验线路。

采用一条拥有144个光纤的光缆以44.736Mbps 的速率传输信号,中继距离为10 km 。

采用的是多模光纤,光源用的是发光管LED ,波长是0.85微米的红外光。

2005 FTTH(Fiber To The Home)光纤直接到家庭2013年,中国的光纤产能已达到1亿8千万芯公里。

2、光纤原理和结构2.1光是一种电磁波如果有一束光投射到折射率分别为1n 和2n 的两种界面上时(设1n >2n ),投射光将分为反射光和入射光。

入射角1θ与折射角2θ之间服从折射定律1221/sin /sin n n =θθ,当入射角1θ逐渐增大时.折射角2θ也相应增大,增大到90度时,入射光线全部返回到原来的介质中,这种现象叫光的全反射。

此时的入射角)/(sin 1211n n -=θ叫临界角。

在光纤中.光传输就是利用光的全反射原理.当入射到光纤芯子中的光与光轴线的交角小于一定值时,光线在界面上发生全反射。

这时,光将在光纤的芯子中沿锯齿状路径曲折前进,但不会穿出包层.这样就避免了光在传输过程中的折射损耗,如图1所示。

2.3光纤的基本结构光纤的基本结构主要根据一次涂层与二次涂层的相对位置划分。

通常有三种:紧套结构、松套结构、带状结构。

2.3.1紧套光纤紧套光纤基本结构为二次涂层与一次涂层紧密相贴,两层间无空隙,一次涂覆光纤在二次涂层内不能自由移动,二层挤在一起且各层同心。

紧套光纤具有体积小和较好的机械强度特点,但外界环境变化时,易受影响,即温度特性差。

这种结构的光纤使用场合较少。

常用涂覆材料有硅酮树脂,紫外固化炳烯酸酯UV 等;2.3.2松套光纤(光纤松套缓冲管)松套光纤基本结构为二次涂层与一次涂层间有一定的空隙,一次涂覆光纤在充有光纤防水油膏的二次涂层内可自由移动。

二次涂层为一松套塑料管,常用涂覆材料:PBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯,聚乙烯等。

光纤松套管内含有2-12根一次涂覆光纤,松套缓冲管隔离外部应力及温度变化对光纤的作用,松套管内填充的光纤防水油膏对光纤起机构保护和阻水两方面的作用,松套光纤具有更好的机械特性和温度特性,但直径较粗,其所占空间相对较大,光纤光缆原料使用量增加。

2.3.3带状光纤(光纤带)将若干根一次涂覆光纤(4-24)有规则的平行排列并用聚乙烯或聚酯等高分子树脂涂覆成二次涂层,粘接成带状后叠带而成的光纤,这种光纤称之为带状光纤。

带状光纤有二种结构:包封型和边缘粘结型,图1-1-2。

适合作高密度光缆的缆芯,可减小缆芯尺寸,又增加纤芯数,是用户光缆首选结构。

2.3.4包封型光纤带的结构特点包封型结构采用杨氏模量较低的树脂作内层,模量较高的树脂作外层,因此它具有较好的抗微弯作用和抗侧压作用,二者可兼顾,机械性能优越,但叠带后,占据的体积大,对下道工序有一定的要求,套塑时松套管的外径增大,高分子原材料用料增加,使产品成本有所增长。

2.3.5边缘粘结型光纤带结构特点这种结构的光纤带高分子原料用料少,叠带后体积小,套塑松套管外径相应减小,节约用料,降低光缆的生产成本。

3、光纤的种类光纤的种类有很多种,分类方法也各不相同,常见的有三种方法:3.1按材料分(1)石英光纤:它主要由高纯度石英制成,因此传输损耗很低。

例如,工作波长在1.55um 和1.31um的单模光纤,传输损耗只有0.2dB/km和0.35dB/km。

这种光纤主要用于光纤通信,也是目前用量最大的光纤。

(2)多组分玻璃光纤:主要由特殊的光学玻璃制成。

它的传输损耗较大,白光下平均损耗在0.7dB/km以上。

这种光纤主要用于传光束、传像束、扭像器及纤维面板等。

(3)塑料光纤:它是由高分子聚合物制成。

其特点是价格低廉,但损耗大。

一般用于短距离(数米)的信息传输,或用作光、传像。

(4)液芯光纤:它是把石英管拉制成毛细管的尺寸,然后用四氯乙烯或其他液体加压填充而制成。

它是20世纪70年代研制的一种光纤,目前要、在一些特殊用途(如光纤传感)中仍有采用。

3.2按传输模式分(1)中心玻璃芯较粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。

但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。

例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。

因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。

(2)单模光纤:中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。

因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但其色度色散起主要作用,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。

3.3按光纤折射率分布分(1)阶跃折射率光纤:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。

其成本低,模间色散高。

适用于短途低速通讯,如:工控。

但单模光纤由于模间色散很小,所以单模光纤都采用突变型。

(2)渐变折射率光纤:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小,可使高模光按正弦形式传播,这能减少模间色散,提高光纤带宽,增加传输距离,但成本较高,现在的多模光纤多为渐变型光纤。

(3)W型光纤:纤芯折射率可以是均匀的,也可以是渐变的,主要区别是包层折射率又出现阶跃变化,形成双包层或三包层结构。

其折射率分布曲线形似字母“W”而得名,它的特点是可以进一步减小色散,增大通信容量。

3.4特种光纤除了上面所介绍的光纤外,还有一些具有特殊性能与运用的光纤,例如军事上用于制导的高强度光纤,用于激光手术或激光治疗中能传输大功率激光束的传能光纤,用于光纤放大器、光纤激光器的掺稀土元素的有源光纤,以及近几年发展起来的晶体光纤。

4、光纤的材料与制造4.1材料材料是光纤的核心问题,对光纤制造材料的三个基本要求是:a)高度透明,这是为实现长距离光通信而对光纤材料提出的最重要的质量要求;b)能将这种材料拉制成沿长度方向均匀分布,具有明晰的纤芯;c)能适应所需要的工作环境,如高低温、电磁、潮湿等的环境。

实际应用中的光纤材料,依据其所含化学元素区分,主要有三大类型:a)应用于传像与传光的“多组分玻璃光纤”;b)大量应用于光通信的石英光纤,又称为“高硅玻璃光纤”;c)以及“塑料光纤”。

4.2生产方法①管棒法:将内芯玻璃棒插入外层玻璃管中(尽量紧密),熔融拉丝;②双坩埚法:在两个同心铂坩埚内,将内芯和外层玻璃料分别放入内、外坩埚中;③分子填充法:将微孔石英玻璃棒浸入高折射率的添加剂溶液中,得所需折射率分布的断面结构,再进行拉丝操作,它的工艺比较复杂。

在光导纤维通信中还可用内外气相沉积法等,以保证能制造出光损耗率低的光导纤维。

光导纤维应用时还要做成光缆,它是由数根光导纤维合并先组成光导纤维芯线,外面被覆塑料皮,再把光导纤维芯线组合成光缆,其中光导纤维的数目可以从几十到几百根,最大的达到4000根。

4.3不同材料的光纤及其制造方法4.3.1石英玻璃光纤石英玻璃光纤以二氧化硅(2SiO )为主要原料,并按不同的掺杂量来控制纤芯和多组分玻璃光纤的折射率。

包层中掺加氟素来降低折射率,纤芯中掺加二氧化锗提高折射率。

为降低石英光纤的内部损耗.现都采用化学气相反应淀积法制取高纯度的石英预制棒.再拉丝.制成低损耗石英光纤。

CVD 法是根据半导体气相生长法发展起来的,这种方法用超纯氧气作载气,把超纯原料气体四氯化硅和掺杂剂四氯化锗、三溴化硼、三氯氧磷等气体输送到以氢氧焰作热源的加热区。

混合气体在加热区发生气相反应,生成粉末状二氧化硅及添加氧化物。

继续升温加热,使混合粉料熔融成玻璃态,制成超纯玻璃预制棒.然后经加热(高频感应加热、电阻加热、氢氧焰加热)使料棒融化、拉丝。

折射率通过添加氧化物的浓度加以调节。

石英光纤与其它原料的光纤相比,还具有从紫外线光到近红外线光的透光广谱.除通信用途之外,还可用于导光和传导图像等领域。

4.3.2多组分玻璃光纤多组分玻璃光纤的成分除石英外还含有氧化钠(O Na 2)、氧化钾(O K 2)、氧化钙(CaO )、氧化硼(32O B )等其他氧化物。

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