光电检测技术改
光电检测技术课程教学改革的探讨
第２ ３卷Leabharlann ４期 ２１ ０ ０年 ８月
高 等 函授 学 报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｖｏ ＿ ３ ＮＯ ４ Ｉ２ ．
２ Ｏ ０ｌ
・
大 学教 学 ・
光 电检 测 技 术 课 程 教 学 改 革 的探 讨
李 刚 ，曹 浪舟
（＿ 国 地 质 大 学 机 械 与 电子 信 息 学 院 ， 汉 ４ ０ ７ ；２ 华 中 师 范 大 学 职 业 与 继 续 教 育 学 院 ， 汉 ４ ０ ７ ） １中 武 ３ ０４ ． 武 ３ ０ ９
摘 要 ： 文 分 析 了“ 电检 测技 术 ” 程 教 学 中 存 在 的 问题 ， 讨 了该 课 程 的 教 学 改 革 。 建 本 光 课 探
议 根 据 课 程 和 专 业 特 点 ， 结 合 学 生 兴 趣 ， 建 新 的 知 识 体 系， 理 取 舍 和 侧 重 教 材 内 容 ， 当 增 并 构 合 适 加 最 新 内容 和特 色 内容 ， 注重 知 识 的具 体 应 用 ， 并 实现 课 堂 教 学 内 容 改 革 ； 分 利 用 网 络 和 多媒 体 充
处 理好 “ 广度 ” 深 度 ” 和“ 的关 系 是一个 必需解 决 的
问题 。
收 稿 日期 ：２ １ —Ｏ — １ ． Ｏ Ｏ ６ ２
作 者 简 介 ： 刚 （１７ 一） 男 ， 南 汝南 人 ， 士 ， 师 ， 要 从 事 光 电子 技 术 的 教 学 与 研 究 工 作 李 ９５ ， 河 博 讲 主
２ ２ 教 学 方 式 方 面 ．
多 所 高等 院校 的光 电信 息工 程 、 信 息 科 学 与技 光 术 、 控技术 与仪 器 、 测 电子信 息工 程 、 通信 工程 、 应
光电检测技术的发展趋势及应用前景
TECHNOLOGY TREND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，分析其发展趋势及应用前景。
1电检测技术的发展趋势1.1光电检测技术光电检测技术是光电信息技术的主要技术之一，它是以激光、红外、光纤等现代光电子其件作为基础，通过对被检测物体的光辐射，经光电检测器接受光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用信息，再经模/数转换接口输入计算机运算处理，最后显示输出所需要的检测物理量等参数。
其工作原理如下图所示：光电检测系统工作原理图其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，它具有如下特点：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。
1.2发展趋势从上面对光电检测技术特点的分析，并随着世界各国的激烈竞争正以日新月异的速度突飞猛进及科研技术的提高，光电检测技术的发展趋势主要表现在：高精度方向发展：检测精度向高精度方向发展，纳米、亚纳米高精度的光电测量新技术是今后的发展热点；智能化方向发展：检测系统向智能化方向发展，如光电跟踪与光电扫描测量技术；数字化方向发展：检测结果向数字化，实现光电测量与光电控制一体化方向发展；多元化方向发展：光电检测仪器的检测功能向综合性、多参数、多维测量等多元化方向发展，并向人们无法触及的领域发展，如微空间三维测量技术和大空间三维测量技术；微型化方向发展：光电检测仪器所用电子元件及电路向集成化方向发展；光电检测系统朝着小型、快速的微型光、机、电检测系统发展；自动化方向发展：检测技术向自动化，非接触、快速在线测量方向发展，检测状态向动态测量方向发展；以上这些发展趋势是现代化生产的需要，是现代科学技术发展的需要，是国防建设的需要。
光电检测技术
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光电检测系统
光电检测技术以激光、红外、光纤等现代光电器件为 基础，通过对载有被检测物体信号的光辐射（发射、 反射、散射、衍射、折射、透射等）进行检测，即通 过光电检测器件接收光辐射并转换为电信号。
由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用的信息， 再经过A/D变换接口输入微型计算机运算、处理， 最后显示或打印输出所需检测物体的几何量或物理量。
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光电检测系统各部分的功能：
（1）光源和照明光学系统：
考虑光源的辐射功率、光谱范围、发光空间 分布；
发出的光作为载波或者被测对象； 照明光学系统的分类
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（2）被测对象及光学变换：
➢ 光学变换：通过光学元件和光学系统把待测量转换为 光参量
➢ 光学系统可以根据不同的光学性质、光学效应，其结 构形式不同
光量：光通量或光强度 光特性：光波的幅值、频率、相位、偏振
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三、光电检测技术的主要内容
光电检测技术的主要内容是通过光学系统把携带被测信 息的非电量信息变换成便于接收的光学信息，然后用 光电探测器将光学信息变换成电量，并进一步经电路 放大、处理等，达到输出的目的。
信息变换技术和电信号处理技术。 信息变换技术：非电量变换成光学量
光电检测技术
Optoelectronics Detection Technology
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课程主要内容
光电检测技术是以半导体、激光、红外、光纤等现代光电子器件
作为基础，通过对被检测物体的光辐射，经光电检测器接收光辐 射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用 信息，再经模、数转换接口输入计算机运算处理，最后显示输出 所需的检测物理量等参数。
光电器件检测技术的研究和应用
光电器件检测技术的研究和应用光电器件是一种广泛应用于光电技术领域的器件，包括光电二极管、光敏三极管、光电探测器等。
随着科技的不断进步，光电器件的应用越来越广泛，其中涉及到光电器件的检测技术愈发重要。
这篇文章将讨论光电器件检测技术的研究和应用。
一、光电器件检测技术的现状目前光电器件检测技术主要分为两类：非接触式检测技术和接触式检测技术。
非接触式检测技术主要应用于表面缺陷检测、尺寸、形状测量和表面光学性能等方面，例如，利用红外高清摄像机、激光扫描仪等技术实现无接触式三维测量。
而接触式检测技术主要应用于电学参数测量等方面，例如，使用接触式测试仪器测量光电流、光电导等参数。
在现代工业技术中，光电器件比重越来越大，也就使得光电器件检测技术变得更加重要。
例如，太阳能电池、LED灯等环保节能设备，光电器件的检测技术不仅可掌握生产质量，也是有效保证器件性能、可靠性的保障。
二、光电器件检测技术的研究方向光电器件检测技术的研究方向主要有以下几个方面：1、高效率和高精度的器件质量检测技术光电器件处理器制造过程中难免会存在一些质量问题，如位移、畸变、亮斑等问题，导致器件性能下降。
因此，如何开发高效率且高精度的器件质量检测技术，是光电器件领域中的一项关键任务。
目前，利用如激光扫描仪、高清显微镜、红外线相机等先进的检测仪器，可有效测量光电器件的尺寸、形状和光学特性等，但这些技术还需进一步完善。
2、器件参数的精确测量方法光电器件参数的测量是光电器件检测技术研究中的一个重要方面。
光电二极管、光敏三极管、光电探测器等器件的参数测试，对于开发和生产高效能的光电器件具有十分重要的作用。
目前，常见的光电器件参数检测主要是基于电学方法，例如，通过接触式、非接触式测试仪器等测量光电流、光电导等参数，但这些方法有时会给误差带来一定影响，因此还需发展更为精确的测试方法。
3、器件故障检测与统计分析技术光电器件的故障检测和统计分析技术，是保障设备安全、稳定运行的重要手段。
光电检测技术
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。应用领域包括：
1、工业检测（光电精密测试，光纤传感在线 检测和机器视觉）
2、日常生活：光电传感（自动对焦、路灯控 制、图象传感）
3.军事：激光（激光雷达）、红外、微光探 测，定向和制导
光电检测是信息时代的关键技术
光电检测系统：是利用光电传感器实现各类检测。
它将被测量的量转换成光通量,再转换成电量，并综合 利用信息传送和处理技术，完成在线和自动测量
光电检测系统包括
– 光学变换 – 光电变换 – 电路处理
光学变换
– 时域变换：调制振幅、频率、相位、脉宽（干涉、 衍射）
– 空域变换：光学扫描（扫描盘）
事实上是光学参量调制：光强、波长、相位、偏振
光电检测技术研究热点
纳米、亚纳米高精度的光电测量新技术。 小型、快速的微型光、机、电检测系统。 微空间三维测量技术和大空间三维测量技术。 闭环控制的光电检测系统，实现光电测量与光
电控制一体化。 向人们无法触及的领域发展。 光电跟踪与光电扫描测量技术。
第五章 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
第六章 光纤传感检测 第七章 光电信号的数据采集与微机接口 第八章 光电检测技术的典型应用
第一章 绪 论
1.光电系统描述
光是一种电磁波，电磁波谱包括：长波电震荡、无线 电波、 微波、光波（包括红外光、可见光、紫外光）、 射线等。光波的波长范围为1mm-10nm,频率为3x10113x1016Hz,它是工作于电磁波波谱图上最后波段的系统， 特点是波长短，频率高.(与电子系统载波相比，光电系 统载波的频率提高了几个量级，因此载波能量大，分 辨率高，但易受大气的吸收等影响，传输距离受限， 易遮挡）。
微电子制造专业中光电检测技术教学改革的探索
2009年3月第10卷 第1期 长沙铁道学院学报(社会科学版) M ar .2009Vol .10 No .1 微电子制造专业中光电检测技术教学改革的探索3李群明(中南大学机电工程学院,湖南长沙410083)摘 要:光电检测技术是中南大学微电子制造工程专业一门重要的专业基础课。
结合微电子制造专业的培养目标和专业特点,经过近几年的教学实践和对教学模式的不断改革创新,逐渐形成了一套比较完善的教学改革思路。
实践表明,这些教学改革方法时代气息浓厚,针对性强,效果良好,对培养学生分析问题、解决问题、创造性探索的能力有很大帮助,为学生快速融入工程实践创造了条件。
关键词:光电检测技术;微电子制造;教学改革;教学方法 微电子制造是关系国家利益和安全的战略性产业,也是当今世界竞争最激烈、发展最迅速的前沿领域之一。
微电子制造装备是决定产业发展能力的关键。
微电子制造工程是中南大学机电工程学院为适应21世纪国家战略发展要求、推进电子制造装备业的发展而开设的一个新专业,具有广阔的发展前景。
本专业集微电子、微机械、信息、光学、仪器仪表、材料等于一体,是多学科交叉的综合性工程应用技术专业。
中南大学于2001年开始筹办,2004年正式批准招生。
几年来的科研支持和教学实践表明,在学校、学院和教研室的大力支持和帮助下,该专业课程设置合理,建设经费投入充足,教学科研人才齐备、教学实验条件相对完整,教学科研管理规范,专业特色鲜明,毕业生就业形势良好。
光电检测技术是现代检测技术最重要的手段和方法之一,是将传统光学技术与现代微电子技术紧密结合起来的一门高新技术,是微电子产品在光学领域中的应用体现,是实践性非常强的专业课程,成为微电子制造专业的一门重要的专业基础课。
光电检测技术以光子检测、激光、红外、光纤等现代光电器件为基础,通过对载有被检测信息的光辐射进行检测,即通过光电检测器件接收光辐射并转换为电信号,再经A /D 变换接口输入微型计算机运算、处理,或直接送入反馈控制回路,最终输出被检测体的几何量或物理量参数,是一种综合性强、应用广泛的非接触测量技术,具有多学科交叉融合的特点。
《光电检测技术》全【2024版】
3.4 金属卤化物灯——第三代光源
1、工作原理 ：
（1）放电管内金属卤化物蒸发，向电弧中心扩散 （2）电弧中心，金属卤化物分子分解为金属原子和卤原子 （3）金属原子处于高能级时产生辐射，并参与放电 （4）金属原子和卤素原子向浓度低的管壁区域扩散，并在 低温区重新复合为金属卤化物分子，依次循环
（2）光源色温：
a.色温：辐射源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射 光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源的色温
b.相关色温：光源的色坐标点与某一温度下的黑体辐射 的色坐标点最接近，则该黑体的温度称为该光源的相关 色温。
能源与动力工程学院
3.2 热辐射光源
1、太阳光 ：直径约为1.392×109m的光球，到地球的
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3.1 光源的基本参数
3、光谱功率谱分布：光源输出功率与光谱的波长关系 常见的光谱功率分布有四种型式： 线状光谱：有若干条明显分隔的细线组成； 带状光谱：由分开的谱带组成,谱带又包含许多谱线； 连续光谱：谱线连成一体； 复合光谱：由以上三种光谱混合而成。
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3.1 光源的基本参数
4、空间光强分布： （1）许多光源的发光强度在各个方向是不同的。 （2）若在光源辐射光的空间某一截面上，将发光强度 相同的点连线，就得到该光源在该截面的发光强度曲线 ，称为 配光曲线；
（3）HG500型发光二极 管的配光曲线。
（4）为提高光的利用率，一般选择发光强度高的方向 作为照明方向。
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Pi
单位：流明每瓦
0.38e ()d
Pi
Km
0.78
V ()d
0.38
0.78
可见辐射通量在输入功率中所占比例： V
光电检测技术的新发展
光电检测技术的新发展光电检测技术是一项非常重要的技术，它广泛应用于医疗、工业、交通、航空等领域。
这项技术的发展也在不断地推进着，不断有新的技术得以应用到这个领域中。
在医疗方面，光电检测技术被广泛应用于医学影像技术中。
人们可以通过采用不同的光谱技术来获取不同的医学影像，如紫外线成像、红外线成像等。
这些技术不仅可以检测人体内部的疾病，还可以检测人体表面的问题，比如烧伤、冻伤等。
同时，光电检测技术还被广泛应用于眼科、皮肤科等领域中，用于治疗癌症等疾病的光疗也是光电检测技术的热门应用之一。
在工业方面，光电检测技术也受到了广泛的应用。
在制造业中，光电传感器可以用于检测机器人的位置和运动，也可以用于检测产品的质量。
同时，光电检测技术还可以用于检测工业生产过程中的异物，比如检测果汁中的异物等。
在交通方面，光电检测技术可以用于交通控制、道路监控等。
例如，在城市交通中，通过使用红外线光电传感器可以实现车辆数目、车速和车流量的检测，从而可以更好地控制城市交通。
在航空领域中，光电检测技术也被广泛应用。
例如，红外成像技术已被广泛应用于无人机和战斗机，用于敌情探测和目标警报。
此外，光电检测技术也可以用于对大气层的探测，例如探测大气中的有害气体和悬浮粒子，评估空气质量。
随着技术的不断发展，光电检测技术也不断更新和进步。
比如，在机器人行业中，感应传感器已经开始采用深度学习和卷积神经网络等新技术，可以更好地分析数据和识别图像。
此外，越来越多的光电检测技术也正在发展中，比如被称为“光子晶体”技术的新型光学器件，该技术可以通过操纵光线的传播方向来实现各种不同的功能，这一技术在光电检测领域中有着重要的应用前景。
总之，光电检测技术的新发展为各行各业提供了更好、更准确的检测手段。
无论是医疗、工业、交通、航空等领域，光电检测技术都有着广泛的应用前景，并有着巨大的发展空间。
光电技术在测量和检测中的应用
光电技术在测量和检测中的应用一、光电技术简介光电技术是指通过光与物质相互作用而实现计量、测量、控制、信息处理等不同目的的技术。
光电技术在现代工业、医疗、通讯等领域中得到了广泛应用。
光电技术主要包括光电传感技术、光学成像技术、光电显示技术、光纤通信技术等。
二、光电技术在测量中的应用1. 光电传感技术光电传感技术是基于光电效应的一种测量技术。
光电传感器能够将光电转换为电信号，对于物理量的测量非常敏感和准确。
光电传感技术广泛应用于机械加工、工艺测量、气动力学测量、生物医学等领域。
例如，利用光电传感技术可以测量材料的热膨胀系数、压力、温度、湿度等。
2. 光学成像技术光学成像技术是利用光学系统将物体投影到成像平面上的一种测量技术。
光学成像技术可以实现非接触、高精度、高速度的物体检测和检测。
应用光学成像技术，在制造业中可以实现在线检测和无损检测，提高了产品的质量和生产效率；在医疗领域，光学成像技术可以帮助医生进行病变的检测和诊断。
3. 光电显示技术光电显示技术是一种将电信号转换为光信号的技术。
光电显示技术可以应用于数字显示、传感器、微处理器等方面。
应用光电显示技术可以实现显示速度快、显示效果好、耗电低等优点。
光电显示技术被广泛应用于计算机显示器、手机、电视等电子产品中。
三、光电技术在检测中的应用1. 光学检测技术光学检测技术是一种通过检测样品对光的反射、散射、吸收等响应来实现检测的技术。
光学检测技术可以实现无接触、高灵敏、高速度的检测。
在制药、环境监测、食品检测等领域中，光学检测技术可以对物质的成分、结构、形态等进行快速、准确的检测。
2. 激光检测技术激光检测技术是利用激光束对样品进行测量和检测的技术。
激光检测技术具有高灵敏、高精度、高速度等特点，能够对物体的形状、大小、表面粗糙度等进行测量和检测。
应用激光检测技术可以实现对零部件的尺寸、形状、位置等进行快速、准确的检测，在汽车制造、航空航天、工业制造等领域中得到广泛应用。
什么是光电检测光电检测技术介绍
什么是光电检测光电检测技术介绍光电检测是指利用光电器件对光信号进行检测和测量的技术。
光电器件是一种将光信号转化为电信号的器件，常见的光电器件有光电二极管、光敏电阻、光电导、光敏三极管、光电三极管等。
光电检测技术在科学研究、工业制造、医疗诊断等领域都得到了广泛的应用。
光电检测技术由光源、光电器件、光电转换电路和信号处理系统组成。
光源提供光信号，光电器件将光信号转化为电信号，光电转换电路对电信号进行放大和处理，信号处理系统将电信号转化为可以人们理解的信号进行分析和判断。
光电检测技术具有以下几个特点：1.高灵敏度：光电器件对光信号的检测灵敏度高，可以检测到非常微弱的光信号。
2.快速响应：光电器件的响应速度快，可以对快速变化的光信号进行检测。
3.宽频响：光电器件对不同频率的光信号都有较好的响应。
4.可选择性：不同的光电器件对不同波长的光信号有不同的响应，可以选择合适的光电器件进行检测。
光电检测技术在许多领域中都有广泛的应用。
在科学研究中，光电检测技术常被用于光谱分析、荧光检测、显微镜观测等。
光谱分析可以通过光电检测技术将光信号转化为电信号，进而通过信号处理系统得到样品的光谱信息。
荧光检测可以利用光电器件对样品发出的荧光信号进行检测，用于分析样品的成分和浓度。
显微镜观测可以通过光电检测技术对显微镜下的样品进行观测和测量。
在工业制造中，光电检测技术常被用于检测产品的质量和性能。
例如，光电检测技术可以用于检测产品的表面缺陷、尺寸精度和形状等。
光电检测技术可以替代传统的机械式检测方法，具有速度快、精度高的优点。
在医疗诊断中，光电检测技术可以用于医学影像的获取和分析。
例如，X射线和CT扫描是利用光电检测技术对人体内部结构进行成像的。
光电检测技术还可以用于血液分析、心电图、眼科检查等医学检验和诊断中。
总的来说，光电检测技术是一种非常重要的检测和测量技术，在许多领域都起着关键的作用。
随着光电器件的不断发展和进步，光电检测技术将会在更多的领域中得到应用和推广。
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。
什么是光电检测光电检测技术介绍
什么是光电检测光电检测技术介绍光电检测技术是指利用光电器件对光信号进行检测和分析的一种技术，是现代光电技术领域中的重要分支之一。
该技术具有非接触、高精度和实时性强等优点，被广泛应用于各种领域，如制造业、生命科学、医学等领域。
一、光电检测的原理光电检测的原理是利用光电器件将光信号转化为电信号，然后通过电路对电信号进行处理，从而实现对光信号的检测和分析。
常见的光电器件包括光电二极管、光敏电阻、光电子倍增管、光电晶体管等。
这些器件都是通过光电效应将光信号转化为电信号。
其中，光电二极管和光敏电阻适用于光强检测，并且在环境光强变化较大时表现出较好的稳定性；光电子倍增管和光电晶体管适用于弱光信号检测，并且可以提高信号的增益和灵敏度。
二、光电检测的应用领域1. 制造业中的光电检测制造业中的光电检测主要是通过对产品的外观进行检测和分类。
例如，利用光电传感器对印刷品进行检测，检测印刷品的颜色、位置和质量等方面。
此外，还可以利用光电检测技术来检测机器人在工作过程中的运动和位置，从而保证生产线的正常运行。
2. 生命科学中的光电检测生命科学中的光电检测主要用于对细胞、分子和生物反应的研究。
例如，利用荧光探针和激光扫描共聚焦显微镜，可以对细胞进行活细胞成像；利用光谱学和红外光谱技术，可以对细胞、组织和血液等生物样品进行化学成分分析。
3. 医学中的光电检测医学中的光电检测主要用于医疗诊断和治疗。
例如，利用光相干层析成像技术，可以对眼部疾病进行检测和诊断；利用光动力疗法，可以对表皮瘤、糖尿病、癌症等疾病进行治疗。
三、光电检测技术的发展现状光电检测技术是一项高端技术，它不仅涵盖了科学领域中的众多前沿领域，而且在现代社会中得到广泛的应用。
目前，世界各国都在积极推进光电检测技术的研究和发展，探索其潜在的应用领域。
在我国，光电检测技术的应用已经越来越广泛。
例如，在制造业中，我国已经开始使用许多光电传感器对产品进行质量检测；在生命科学中，我国也开始利用光电显微技术开展一系列生物医学研究；在医疗领域中，我国也开始尝试利用光电检测技术来治疗眼部疾病。
光电检测技术光电检测技术
α = 4πµ / λ
µ
：消光系数 即：若消光系数
µ 是与光波波长无关的常数，则吸收系数 是与光波波长无关的常数，
λ
：光波波长 与波长成正比。 α 与波长成正比。
当不考虑反射损失时，吸收的光通量为： 当不考虑反射损失时，吸收的光通量为：
dΦ = Φ 0 − Φ = Φ 0 (1 − e
二、半导体对光的吸收
在非平衡状态下， 在非平衡状态下，载流子的时间变化率
d∆n = ηN e ,λ + K f ni pi − K f (∆n + ni )(∆p + pi ) dt
= ηN e ,λ − K f (∆n∆p + ∆pni + ∆npi )
讨论结果： 讨论结果： 在弱辐射作用下， （1）在弱辐射作用下，半导体材料的光电导灵敏度 条件： 条件： ∆ n << ni； ∆ p << pi； 本征吸收特点： 本征吸收特点： ∆ n = ∆ p
半导体的消光系数
−αx
)
µ 与光波波长无关。 与光波波长无关。
半导体对光的吸收可分为： 半导体对光的吸收可分为： 本征吸收、杂质吸收、激子吸收、自由载流子吸收、 本征吸收、杂质吸收、激子吸收、自由载流子吸收、晶格吸收
1、能带理论 （1）原子能级与晶体能带 单个原子中的电子是按壳层分布的，只能具有某些分立的能量， 单个原子中的电子是按壳层分布的，只能具有某些分立的能量，这些分立值 在能量坐标上称为能级。晶体中由于原子密集， 在能量坐标上称为能级。晶体中由于原子密集，离原子核较远的壳层常要发生 彼此交叠，与此相对应的能级则扩展为能带。这时， 彼此交叠，与此相对应的能级则扩展为能带。这时，价电子已不再属于那一个 原子了，它可以在能带内自由运动，这种现象称为电子共有化。 原子了，它可以在能带内自由运动，这种现象称为电子共有化。 与价电子能级相对应的能带称为价带，价带以上能量最低的能带称为导带， 与价电子能级相对应的能带称为价带，价带以上能量最低的能带称为导带， 导带底 E0 与价带顶 Ec 之间的能量间隔称为禁带Eg 。其实，一切不允许电子存 之间的能量间隔称为禁带E 其实， 在的能量区域都可称为禁带， 在的能量区域都可称为禁带， 只是由于晶体的物理、 只是由于晶体的物理、化学 性质的变化主耍与价电于有 关，所以我们要着重讨论价 带至导带这一范围内的问题。 带至导带这一范围内的问题。
光电检测技术课程教学改革的探讨
收稿日期:2010-06-12.作者简介:李刚(1975-),男,河南汝南人,博士,讲师,主要从事光电子技术的教学与研究工作.大学教学光电检测技术课程教学改革的探讨李 刚1,曹浪舟2(1.中国地质大学机械与电子信息学院,武汉430074; 2.华中师范大学职业与继续教育学院,武汉430079)摘 要:本文分析了 光电检测技术!课程教学中存在的问题,探讨了该课程的教学改革。
建议根据课程和专业特点,并结合学生兴趣,构建新的知识体系,合理取舍和侧重教材内容,适当增加最新内容和特色内容,并注重知识的具体应用,实现课堂教学内容改革;充分利用网络和多媒体技术,开展讨论式和启发式教学,进行课堂教学方式改革。
保留部分验证性实验,增设综合性实验和创新性实验,进行实验教学改革。
关键词:光电检测技术;教学改革;课堂教学;实验教学中图分类号:G421文献标识码:A 文章编号:1006-7353(2010)04-0043-031光电检测技术课程教学改革的意义光电检测技术是一门把光学技术与电子技术结合起来、研究光与物质相互作用的新兴学科。
光电检测技术的教学和研究已越来越受到国内外高等院校和科研机构的重视。
目前,国内已有50多所高等院校的光电信息工程、光信息科学与技术、测控技术与仪器、电子信息工程、通信工程、应用物理等专业开设了光电检测技术课程。
该课程不仅能够培养学生分析和解决问题的能力,而且在衔接 光学!、 光电子学!和 电子线路!等课程内容,以及拓展知识交叉应用等方面具有重要意义。
光电检测技术具有内容多、应用性强、发展快等特点。
如何在有限的学时内,通过课程教学使学生熟练掌握各种光电检测系统的设计技能,广大教育工作者都有自己独到的见解[1 3]。
2教学中存在的问题2.1课堂教学存在的问题(1)光电检测技术课程内容多、涉及知识面广,包括光学、光电子学、电子学、光谱学、微电子学、半导体技术、计算机、机械结构等学科内容。
而该课程学时相对较少。
光电技术与光电检测技术概述
光电技术与光电检测技术概述摘要: 光电技术是以激光, 红外, 微电子等为基础旳, 由光学、精密机械、电子和计算机技术结合而成旳高新技术。
光电检测技术是光电技术中最重要最核心旳部分, 它重要涉及光电变换技术、光信息获取与光信息测量技术以及测量信息旳光电解决技术等。
如用光电措施实现多种物理量旳测量, 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, 图象像测量等。
它集中发展了光学和电子固有旳技术优势, 形成了许多崭新功能和良好旳技术性能, 在国民经济、国防、科学研究等各方面有着广泛旳应用和巨大旳潜力, 成为新技术革命时代和信息社会旳重要技术支柱, 受到了各方面注重, 从而得到了迅速发展。
核心词: 光电技术光电检测技术引言在目前信息化社会中, 光电技术已成为获取光学信息或提取他信息旳手段。
它是人类能更有效地扩展自身能力, 使视觉旳长波延长到亚毫米波, 短波延伸至X射线、γ射线, 乃至高能粒子。
并且可以在飞秒级记录超迅速现象, 如核反映、航空器发射等旳变化过程。
并且光电检测技术是一种非接触测量旳高新技术, 是光电技术旳核心和重要构成部分。
通过光电检测器件对载荷有被检测物体信息旳光辐射进行检测, 并转换为电信号, 经检测电路、A/D变换接口输入微型计算机进行运算、解决, 最后得出所需检测物旳几何量或物理量等参数。
因此, 光电检测技术是现代检测技术旳重要手段和措施, 是计量技术旳一种重要发展方向。
一、光电技术与光电检测技术旳含义现代科学技术发展旳一种明显性特点是纵横交叉, 彼此渗入, 边沿科学不断露头和进展迅速。
由于光学现象可以进行近似线性化使它可以采用有关线性系统旳一般原理, 因此在电系统中旳许多行之有效旳理论和分析措施都可以移植到光学中来。
随着大规模集成电路旳发展, 光学也开始向集成化发展。
光电技术是以激光, 红外, 微电子等为基础旳, 由光学、精密机械、电子和计算机技术结合而成旳高新技术。
光电检测技术简介
光电检测技术近几十年来 ,随着电子技术的快速发展 , 各种弱物理量 ( 如弱光、弱电、弱磁、小位移微温差、微电导、微振动等) 的测量有了长足的发展 ,其检测方法大都是通过各种传感器作电量转换 , 使测量对象转换成电量 , 基本方法有: 相干测量法 , 重复信号的时域平均法 , 离散信号的统计平均法及计算机处理法等。
但由于弱信号本身的涨落、传感器本身及测量仪噪声等的影响 , 检测的灵敏度及准确性受到了很大的限制。
近年来 , 各国的科学家们对光声光热技术进行了大量广泛而深入的研究,。
人们通过检测声波及热效应便可对物质的力、热、声、光、磁等各种特性进行分析和研究 ; 并且这种检测几乎适用于所有类型的试样 ,甚至还可以进行试样的亚表面无损检测和成像。
还由此派生出几种光热检测技术 ( 如光热光偏转法、光热光位移法、热透射法、光声喇曼光谱法及光热释电光谱法等 ) 。
这些方法成功地解决了以往用传统方法所不易解决的难题 , 因而广泛地应用于物理、化学生物、医学、化工、环保、材料科学等各个领域 ,成为科学研究中十分重要的检测和分析手段。
尤其是近几年来 , 随着光声光热检测技术的不断发展 ,光声光热效应的含义也不断拓宽 ,光源也由传统的光波 ,电磁波、x射线、微波等扩展到电子束、离子束、同步辐射等 ,探测器也由原来的传声器扩展到压电传感器、热释电探测器及光敏传感器 ,从而适应了不同应用场合的实际需要。
光电检测技术是以激光、红外、光纤等现代光电子器件作为基础，通过对被检测物体的光辐射，经光电检测器接收光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用信息，或进入计算机处理，最终显示输出所需要的检测物理参数检测：通过一定的物理方式，分辨出被测参量并归属到某一范围带，以此来判别被测参数是否合格或是否存在。
测量：将被测的未知量与同性质的标准量比较，确定被测量对标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过程。
光电检测系统组成光发射机，光学通道，光接收机。
光电检测技术及应用课程实践教学改革探索
光电检测技术及应用课程实践教学改革探索一、引言光电检测技术是一种应用广泛的检测技术，它在生产制造、环境监测、医疗诊断等领域都有着重要的应用价值。
随着科学技术的不断发展，光电检测技术也在不断更新换代，因此对于这一领域的教学也需要不断改革和探索。
本文将围绕光电检测技术及应用课程的实践教学改革进行探讨，以期为相关教学工作者提供一些参考和借鉴。
二、光电检测技术及应用课程现状分析1.更新教学内容要对光电检测技术及应用课程进行改革，首先需要更新教学内容。
教学内容的更新应当立足于当前的技术发展和市场需求，及时引入新的检测技术和应用案例。
通过与相关行业合作，获取最新的技术资料和案例，将其融入到课程中，使学生能够了解最新的技术发展动态，并且能够更好的适应未来的工作需求。
2.实践教学环节的加强实践教学是光电检测技术及应用课程中至关重要的一环。
通过实践教学，学生能够将所学的理论知识与实际操作相结合，提高他们的实际操作能力。
在课程教学中应当加强实践环节，为学生提供更多的实际操作机会。
可以在校内建立光电检测实验室，或者通过与企业合作，为学生提供实习机会，让学生能够亲身体验光电检测技术在实际工作中的应用。
3.创新教学方法传统的课堂教学方式已经不能完全满足学生的需求，因此有必要创新教学方法。
可以采用问题导向的教学方法，鼓励学生通过研究性学习的方式，解决实际的问题，提高他们的创新意识和解决问题的能力。
还可以采用多媒体教学、案例教学等方式，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。
通过对光电检测技术及应用课程实践教学改革的探索，不仅可以提高教学质量，更好地培养学生的实践能力和创新意识，还可以提高学生的就业竞争力。
随着新技术的不断涌现，对于掌握最新技术并具有实践能力的人才需求越来越大，因此对光电检测技术及应用课程的改革能够更好地适应市场需求，为学生的就业创业提供更好的保障。
通过课程教学的改革，还可以促进学校与相关行业的合作，建立起产学研合作的平台，为学校和行业提供更多的合作机会。
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第一章 绪论
第二章 2.1 2.2 2.3 2.4
光电检测技术基础 光的基本性质 辐射与光度学量 半导体基础知识 光电效应
第三章 光电检测器件 3.1 光电器件的类型与特点 3.2 光电器件的基本特性参数
3.3 半导体光电器件
• 光电导器件: 光敏电阻
• 光伏器件:
光电池/光电二极管/三极管
光电检系统：是利用光电传感器实现各类检测。它
将被测量的量转换成光通量,再转换成电量，并综合利 用信息传送和处理技术，完成在线和自动测量
光电检测系统包括
– 光学变换 – 光电变换 – 电路处理
光学变换
– 时域变换：调制振幅、频率、相位、脉宽（干涉、 衍射）
– 空域变换：光学扫描（扫描盘） – 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
光电检测是信息时代的关键技术
信息技术:（三大支柱）
– 感测技术、通信技术、人工智能与计算机 控制技术。
– 信息的产生和获取、转换、传输、控制、 存储、处理、显示。
– 本课程着重在光电检测的元器件、系统、方法和应 用。
光电检测技术
光电传感器：
– 基于光电效应，将光信号转换为电信号的一种光电器件 – 将非电量转换为与之有确定对应关系的电量输出。
光系统的作用体现在如下三个方面
1）在经典光学理论中，作为一种视觉的 延伸，如经典的光学仪器。
2）在信息光电子学中，光作为一种载体， 能实现信息的传递和探测功能，如光探 测系统、光通讯系统、光信息识别系统。
3）在能量光电子学中，光作为一种能量 系统完成特定的功能，如激光加工技术， 武器系统等。
3.4 真空光电器件
• 光电管
• 光电倍增管
3.5 热电检测器件
• 热敏电阻
• 热电偶和热电堆
• 热释电探测器件
第四章 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
第五章 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
电控制一体化。 向人们无法触及的领域发展。 光电跟踪与光电扫描测量技术。
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%
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。它涉及到：
1、光电源器件（光发射机） 2、光通信和综合信息网络 4、光电方法用于瞬态光学观测 5、光电传感、光纤传感和图象传感 6、激光、红外、微光探测，定向和制导 7、光电精密测试，在线检测和控制技术 8、混合光电信息处理、识别和图象分析
高速度：光速是最快的。 远距离、大量程：遥控、遥测和遥感。 非接触式检测：不改变被测物体性质的条件
下进行测量。 寿命长：光电检测中通常无机械运动部分，
故测量装置寿命长，工作可靠、准确度高， 对被测物无形状和大小要求。 数字化和智能化：强的信息处理、运算和控 制能力。
光电检测技术发展趋势
纳米、亚纳米高精度的光电测量新技术。 小型、快速的微型光、机、电检测系统。 非接触、快速在线测量。 微空间三维测量技术和大空间三维测量技术。 闭环控制的光电检测系统，实现光电测量与光
机的不同，光电系统可分为主动式和被动式两 类。 主动式：光发射机主要由光源和调制器组成 被动式：发射机为被探测物体的热辐射，特点 是隐蔽性高。 光学信道：主要是指大气、空间、水、光纤等 光传播过程中要经过的介质。 光接收机：是指收集入射的广场并处理，恢复 光载波的信息。
3.光电检测系统的功能分类
第六章 光纤传感检测 第七章 光电信号的数据采集与微机接口 第八章 光电检测技术的典型应用
第一章 绪 论
1.光电系统描述
光电系统是以光波作为信息和能量的载 体而实现传感、传输、探测功能的测量 系统。光是一种电磁波，电磁波谱包括： 长波电震荡、无线电波、 微波、光波 （包括红外光、可见光、紫外光）、射 线等。光波的波长范围为1mm-10nm,频 率为3x1011-3x1016Hz,它是工作于电磁波 波普图上最后波段的电子系统，特点是 波长短，频率高。
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、 控制。
光电探测器的种类
类型 PN结
非PN结 电子管类
其他类
实例
PN光电二极管（Si,Ge, GaAs) PIN光电二极管（Si） 雪崩光电二极管(Si, Ge) 光电晶体管(Si) 集成光电传感器和光电晶闸管(Si)
测量检查型:
– 几何量:长度、角度、位置、形变。 – 表面形状：光洁度、庇病、伤痕。 – 光学量：吸收、反射、透射、光谱。
控制跟踪型
– 跟踪控制：激光制导，红外制导 – 数值控制：自动定位，图形加工形成，数值
控制（光栅尺）
图象分析型
– 图形检测 – 图形分析
光电检测技术的特点
高精度：从地球到月球激光测距的精度达到 1米。
光电元件(CdS, CdSe, Se, PbS) 热电元件(PZT, LiTaO3, PbTiO3) 光电管，摄像管，光电倍增管
色敏传感器
固体图象传感器（SI，CCD/MOS/CPD型）
位置检测用元件（PSD）
光电池
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光电检测技术以激光、红外、光纤等现代光电器件 为基础，通过对载有被检测物体信号的光辐射（发 射、反射、散射、衍射、折射、透射等）进行检测， 即通过光电检测器件接收光辐射并转换为电信号。
由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用的信息， 再经过A/D变换接口输入微型计算机运算、处理， 最后显示或打印输出所需检测物体的几何量或物理 量。
2.光电检测系统组成
光
光
被
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
光电系统组成
光电系统的组成主要包括三个部分： 光发射机、光学信道、光接收机。根据光发射