四光栅技术与检测技术概览
检测光栅技术要求
检测光栅技术要求
检测光栅、光幕也就是光电安全保护装置（也称光电保护器，安全保护器、冲床保护器、红外线安全保护装置等）.
检测光栅是一种多光轴光电传感器，用于工厂车间等生产现场机械设备运转的危险区域，如冲压机械、剪切设备、自动化装配线、自动化焊接线、机械传送搬运设备、危险区域（有毒、高压、高温等），避免出现卷入设备等与设备相接触的事故，从而确保作业人员的安全。
兴兆业光电保护器通过发射红外线，产生保护光幕，当光幕被遮挡时，装置发出遮光信号，控制具有潜在危险的机械设备停止工作，保护作用人员，避免发生安全事故，也间接保护机械的安全，从而减少事故综合成本，有利于保护公司自身、操作工人及社会，兼顾性和经济性较高。
随着企业安全意识的提高，检测光栅也得到了迅速普及。
检测光栅/光幕用途：
（1）对于滑块能在行程的任意位置制动停止的压力机，可实现全程保护，或与凸轮开关配合，实现30度----180度之间行程的保护。
（2）对于滑块不能在行程的任意位置制动停止的压力机，只能在单次工作时实现上死点保护，即上一行程结束后，下一行程尚未启动，如果光电保护装置处于遮光状态，下一行程无法启动（必须保证足够的安全距离）。
（3）该保护装置应用于冲压、锻压、剪切等机械设备上及工业机械手，注塑机，包装设备，切纸机械，压滤机，自动化设备，焊装流水线等。
（5）也可用于检测和防盗。
光栅技术介绍范文
光栅技术介绍范文光栅技术是一种应用于光学领域的重要技术，广泛应用于光学元件和光学系统中。
光栅技术通过光栅的作用，可以实现光的分光、波长选择、频率调制等功能，对提高光学仪器的性能和功能具有重要作用。
本文将对光栅技术进行详细介绍。
光栅是一种具有周期性结构的光学元件，在光栅上具有周期排列的透光和不透光部分。
光栅可以分为折射光栅、反射光栅和透射光栅三种类型，其中最常见的是反射光栅。
光栅的周期称为光栅常数，用d表示。
光栅常数决定了光栅的衍射特性和工作波长范围。
光栅的作用基于光的干涉和衍射原理。
当入射平行光照射到光栅上时，光栅上的周期性结构会使光发生干涉和衍射现象。
根据波的相位和振幅的分布，可以得到不同的衍射光束。
光栅的衍射特性可以通过大小衍射角、衍射级数、衍射效率等参数来描述。
光栅技术的应用非常广泛。
首先，光栅技术广泛应用于分光仪器中。
分光仪是一种用于光谱测量和波长分析的仪器。
通过使用不同的光栅，可以实现波长选择、光谱分析和波长精确测量等功能。
例如，使用光栅可以将入射光分为不同的波长，进而将光谱分离出来。
这对于分析、识别和测量光学样品的光谱特性非常重要。
其次，光栅技术还被广泛应用于激光系统中。
由于激光的单色性和方向性非常好，可以通过光栅实现激光的调制和调谐。
通过改变光栅的倾角和旋转角度，可以调节光栅的衍射特性，从而实现激光器的频率调谐和输出功率控制。
此外，光栅技术也被应用于光通信和光存储领域。
在光通信中，光栅可以用作光纤光栅耦合器。
光栅耦合器可以增强光纤和光波导之间的光传输效率。
在光存储中，光栅可以用作光栅存储介质，通过控制激光的衍射特性，实现光信息的存储和检索。
另外，光栅技术还被应用于光学传感器和光学信息处理领域。
光栅传感器是一种利用光栅反射光的特性进行测量和检测的传感器。
通过测量反射光的强度、相位和频率等参数，可以得到被测物体的参数和特性。
在光学信息处理中，光栅可以用作光学滤波器、光学调制器和光学显示器等。
光栅精密位移测量技术发展综述
光栅精密位移测量技术发展综述光栅精密位移测量技术是一种利用光栅原理进行精密位移测量的技术。
光栅是一种经过光学加工产生的具有一定周期的光学结构，由透光区和不透光区组成。
在应用中，通过将光线以一定的入射角度照射到光栅上，经过光栅的作用后，透射或反射出的光线将被分裂成不同的光束，形成一定的光衍射图案。
根据光衍射图案特征的变化，可以实现对被测量体位移的测量。
第一阶段：光栅发展初期（20世纪60年代至70年代）在20世纪60年代至70年代，光栅技术刚刚开始被应用于位移测量领域。
当时的光栅仅能实现粗略的位移测量，测量范围有限。
此时的光栅精密位移测量技术主要应用于科学研究领域。
第二阶段：数字式光栅技术发展（20世纪80年代至90年代）在20世纪80年代至90年代，随着集成电路技术的进步，数字式光栅技术开始被广泛应用于光栅精密位移测量领域。
数字式光栅通过将光栅的周期结构映射到一系列二进制码上，实现了对位移的数字化处理。
这种技术具有高测量精度、高信号稳定性、高分辨率等优势，被广泛应用于工业自动化等领域。
第三阶段：干涉式光栅技术发展（20世纪90年代至今）在20世纪90年代以后，干涉式光栅技术开始逐渐替代数字式光栅技术，成为光栅精密位移测量技术的主流。
干涉式光栅通过利用光的干涉现象，实现对位移的精密测量。
与数字式光栅相比，干涉式光栅具有更高的分辨率、更高的测量精度和更强的环境适应能力。
随着光学材料和检测技术的不断发展，光栅精密位移测量技术不断改进和创新。
例如，基于光纤传感技术的光栅位移传感系统实现了长距离测量和多点测量的应用；利用光学存储介质制作的光栅具有更高的光学品质和更低的测量误差。
总的来说，光栅精密位移测量技术经过几十年的发展，从初期的粗略测量到数字化处理再到干涉式测量，实现了从低精度到高精度的迅速提升。
随着科学技术的不断进步，相信光栅精密位移测量技术在未来会有更广阔的应用前景。
光纤光栅检测技术应用综述
光纤光栅检测技术应用综述
光纤光栅检测技术是一种基于光纤光栅的传感技术。
光纤光栅是一种在光纤中形成一
定周期的折射率或反射率变化的微观结构。
通过改变光纤的折射率分布，可以实现对物理
量的测量。
光纤光栅检测技术广泛应用于光纤通信、工业监测、航空航天、国防安全、医疗诊断
和环境监测等领域。
以下是它的几个具体应用：
1. 光纤声波传感器
光纤声波传感器是使用光纤光栅探测声音。
当声音通过物体时，会产生微弱的应力波，这些应力波会形成微小的光纤的形状变化。
利用光纤光栅检测这种形状变化，可以测量声
波的特征。
光纤声波传感器有广泛的应用。
在医疗领域，它可用于监测心脏和动脉疾病。
在环境
监测领域，它可用于监测地震和海啸。
在工业监测领域，它可用于测量汽车引擎和机器振动。
光纤应力传感器在航空航天、工业监测和地震监测等领域有广泛的应用。
它可以用于
测量飞行器和船舶结构、汽车零件的变形以及大型机器的应力。
光纤温度传感器是通过测量光纤光栅的波长来测量温度的传感器。
当温度变化时，光
纤光栅的折射率随之改变，从而改变其反射波的波长。
综上所述，光纤光栅检测技术是一种功能强大、应用广泛的传感技术。
在未来，我们
可以期待更多的应用来发现这项技术的潜力。
4光栅衍射
k 2 6 10 6 a b 2.4 10 (m) o sin sin 30 (2)第3级缺级 ,则有 (a b) sin 3 a sin ab 7 a 8 10 (m ) 3
7
解:(3)根据光栅方程
(a+b)sin=k, k= 0， 1, 2, 3, ….
4
缺级
——多束相干光的干涉要受到单缝衍射的调制
当满足a sin=±k' (单缝衍射暗纹条件)
而且(a+b)sin =k (光栅主极大)则这个主 极大不亮,称为缺级.
此时有 即
ab d k k k ; k 1,2,3 暗的相干相长仍为暗！ a a
k k a ab
k ab ab 400 109 4 解得 k (700 400) 109 3
因此得
ab ( k 1)
可见, 只有第一级光栅光谱是完整的.
斜入射
例2 一光栅每厘米刻痕500条,观察钠光谱线(=589.3nm)
问：(1) 垂直照射可以看到几级谱线? 共几条 ？
o o
答:共7条!
最高级次为5！
102 (1 0.5) 5.09 9 500 589.3 10
例3：钠光的两条谱线(1=589.0nm、 2=589.6nm)，要在
第三级谱线恰能把他们分辨出来，问光栅要有多少 缝？
解： 由 R kN 得
N=327
例4 波长=600nm一的单色光垂直入射到一光栅上，测得
-2
-1
sin2N/sin2
0
N2
2 sin (/a) 多光束干涉光强曲线 1
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。
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。
光栅测量技术
光栅测量技术光栅测量技术，听起来是不是有点高大上呢？其实啊，没那么神秘啦。
就好比咱们量东西，以前用尺子，一格一格的很直观。
光栅测量技术呢，也有点像用尺子量东西，只不过这个尺子超级特别。
光栅就像是一把有魔法的尺子，它上面有好多很细密的条纹，这些条纹就像小士兵一样，整整齐齐地排列着。
这光栅啊，它是怎么测量的呢？咱们先说说它的原理。
你可以把它想象成一种光的游戏。
光打到有条纹的光栅上，就会发生一些奇妙的事情。
光就像调皮的孩子，遇到光栅的条纹就开始走不同的路了。
有的光被挡住了，有的光就顺利通过了。
这一挡一通过啊，就产生了一些信号，这些信号就可以告诉我们很多信息，比如说物体的位移啊、形状啊啥的。
咱就说测量物体的位移吧。
假如有个小零件在机器上动来动去的，就像一个小虫子在地上爬。
我们想知道这个小虫子到底爬了多远。
这时候光栅测量技术就派上用场了。
光栅会根据小零件的移动，产生不同的光信号变化。
就好像小虫子每爬一点，地上就会留下一个小脚印，我们通过这些脚印就能知道小虫子爬了多远，多精确啊。
光栅测量技术的精度那可真是让人惊叹。
它能测量到非常微小的变化，就像你能看到蚂蚁头上那根小触须的摆动一样精细。
你说厉害不厉害？在一些高精度的制造行业，比如说制造那种超精密的芯片。
芯片里的电路啊，那可是超级精细的，就像在一粒沙子上画一幅超级复杂的画。
要是没有光栅测量技术这么精确的测量，那可怎么能制造得出来呢？再讲讲光栅测量技术在机械加工方面的应用。
你看那些大的机械零件，像是汽车发动机的某个大部件。
这个部件的尺寸要非常精准才行，就像盖房子，每一块砖都得严丝合缝。
光栅测量技术就能在加工这个部件的时候，时刻监控着尺寸的变化，就像有个小眼睛一直在盯着，一旦有一点点偏差，马上就能发现，就像你炒菜的时候，盐放多了一点，舌头马上就能尝出来一样。
在科学研究里，光栅测量技术也像是一个得力的助手。
比如说研究微观世界里细胞的运动。
细胞在显微镜下动来动去的，要知道它具体的移动轨迹，这时候光栅测量技术就能像一个精确的追踪器，把细胞的一举一动都记录得清清楚楚。
光栅现代光栅测量技术
光栅与编码器介绍位置检测装置作为数控机床的重要组成部分，其作用就是检测位移量，并发出反馈信号与数控装置发出的指令信号相比较，若有偏差，经放大后控制执行部件使其向着消除偏差的方向运动，直至偏差等于零为止。
为了提高数控机床的加工精度，必须提高检测元件和检测系统的精度。
其中以编码器，光栅尺，旋转变压器，测速发电机等比较普遍，下面主要对光栅和编码器进行说明。
光栅，现代光栅测量技术简要介绍：将光源、两块长光栅（动尺和定尺）、光电检测器件等组合在一起构成的光栅传感器通常称为光栅尺。
光栅尺输出的是电信号，动尺移动一个栅距，输出电信号便变化一个周期，它是通过对信号变化周期的测量来测出动就与定就职相对位移。
目前使用的光栅尺的输出信号一般有两种形式，一是相位角相差90度的2路方波信号，二是相位依次相差90度的4路正弦信号。
这些信号的空间位置周期为W。
下面针对输出方波信号的光栅尺进行了讨论，而对于输出正弦波信号的光栅尺，经过整形可变为方波信号输出。
输出方波的光栅尺有A相、B 相和Z相三个电信号，A相信号为主信号，B相为副信号，两个信号周期相同，均为W，相位差90o。
Z信号可以作为较准信号以消除累积误差。
一、栅式测量系统简述从上个世纪50年代到70年代栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这5种测量系统都是将一个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合了起来，测量单位不是像激光一样的是光波波长，而是通用的米制（或英制）标尺。
它们有各自的优势，相互补充，在竞争中都得到了发展。
由于光栅测量系统的综合技术性能优于其他4种，而且制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低，因此光栅发展得最快，技术性能最高，市场占有率最高，产业最大。
光栅在栅式测量系统中的占有率已超过80%，光栅长度测量系统的分辨力已覆盖微米级、亚微米级和纳米级，测量速度从60m/min，到480m/min。
测量长度从1m、3m 达至U 30m和100m。
光栅四分频检测电路
光栅四分频检测电路
光栅四分频检测电路是一种用于提高位移分辨率的电路，通常用于实验室中的光栅测量系统。
该电路通过将光栅传感器输出的信号进行四分频细分，从而提高位移分辨率。
光栅传感器通常以一定的线数和栅距输出脉冲信号，代表物体的位移量。
为了提高位移分辨率，需要将每个脉冲信号细分成多个小脉冲。
四分频检测电路就是通过将每个大脉冲信号细分成四个小脉冲，从而实现位移分辨率的四倍提高。
四分频检测电路通常由触发器（Flip-Flop）实现，将光栅传感器输出的信号输入到触发器的时钟输入端，然后将触发器的Q端输出作为细分后的信号。
通过调整触发器的分频系数，可以实现不同的细分效果。
需要注意的是，光栅四分频检测电路仅适用于光栅传感器输出的方波信号，不适用于其他类型的信号。
同时，由于细分电路会增加系统的复杂性和功耗，因此在实际应用中需要根据实际情况进行选择和优化。
四级光栅分辨率标准
四级光栅分辨率标准四级光栅分辨率标准简介四级光栅分辨率标准是针对电子扫描显微镜（SEM）的一个重要参数。
它指的是在4级增益下，显微镜所能解析的最小距离。
这个参数对于SEM图像的清晰度和细节展示非常重要。
根据 SEM 的性能不同，它的分辨率标准也会有所不同。
一般来说，SEM 的分辨率标准越高，成像质量就越清晰，但价钱也越高。
四级光栅分辨率标准的测定四级光栅分辨率标准的测定是根据国家标准进行的。
首先，需要使用标准校验样品（如金球、碳质薄膜等）来测试SEM的成像效果。
然后，根据校验样品的尺寸，使用若干种不同放大倍数，记录成像结果。
最后，经过计算，确认SEM的四级光栅分辨率标准。
SEM的四级光栅分辨率标准的影响因素SEM的四级光栅分辨率标准受到多种因素影响。
其中，可以影响SEM 分辨率的因素包括：电子束阴极（如热阴极和场发射阴极）的质量、电子束加速电压、检测器的灵敏度和SEM的光路设计等。
在使用SEM时，需注意这些因素的影响，以确保SEM成像的质量和精度。
优化SEM的四级光栅分辨率标准为了达到更高的SEM分辨率，我们可以采取一些优化措施。
首先，我们可以选择更高品质的SEM设备，以保证其内部电子光路的质量和稳定性。
其次，采用适当的电子束加速电压，以尽可能地提高SEM的图像分辨率。
此外，我们还可以升级SEM的检测器，选择更加灵敏的检测器来提高SEM的成像质量和分辨率。
总之，SEM的四级光栅分辨率标准是SEM成像质量的重要指标之一。
采取适当的优化措施，可以在不降低SEM分辨率的情况下提高SEM成像质量和精度。
光栅工艺技术
光栅工艺技术光栅工艺技术是一种应用于现代科技领域中的重要技术，其主要应用在光学相关的领域，如光学仪器制造、光纤通信、光刻等。
本文将介绍光栅工艺技术的基本原理、制作方法和应用领域。
光栅工艺技术是一种利用光的干涉、衍射和透射等特性来制作、调控和检测光信号的技术。
其中，光栅是一种由一系列平行的等间距凹槽或凸脊构成的光学元件。
光栅具有很多特殊的光学性质，被广泛应用于分光仪、光谱仪、激光干涉、光纤通信等领域。
光栅的制作方法主要包括光刻、光刻胶、蚀刻和离子刻蚀等。
其中，光刻是一种常用的制作光栅的方法。
在光刻过程中，首先将一层感光剂（通常是光刻胶）均匀涂覆在待制作的基片上，然后使用光罩进行曝光。
光罩上的图案会通过透过的光线在感光剂上形成对应的图案。
接下来，将感光剂进行显影，即去除未曝光区域的感光剂，形成凹槽或凸脊的图案。
最后，通过蚀刻或离子刻蚀技术将光栅的形状转移到基片上。
光栅工艺技术具有很广泛的应用领域。
首先，在分光学领域，光栅可以将光信号按波长进行分离，实现波长选择性，从而用于各种光谱仪的制造。
其次，在光纤通信领域，光栅可以用来解决光纤中的色散问题，提高光纤的传输质量。
此外，光栅也被广泛应用于光学显微镜、光学传感器、激光干涉仪等仪器的制造中，提高了器件的性能和精度。
然而，光栅工艺技术也面临一些挑战和限制。
首先，制作光栅的过程需要高精度的设备和复杂的工艺流程，增加了成本和难度。
其次，光栅的制作精度和特性受到材料的限制，对材料的选择和处理也提出了一定的要求。
最后，随着科技的不断发展，人们对光栅的要求也在不断提高，如更高的分辨率、更宽的光谱范围等，这对光栅工艺技术提出了更高的要求。
总结起来，光栅工艺技术是一种重要的光学加工技术，具有广泛的应用领域。
通过光栅的制作和调控，可以实现光信号的精确控制和检测，提高光学器件的性能和精度。
然而，光栅工艺技术也面临一些挑战，需要不断提高和发展，以适应不断变化的科技需求。
精密光栅的制备与测量技术
精密光栅的制备与测量技术精密光栅是一种应用于科学研究和工业应用中的重要器件。
它具有独特的结构和性能，能够用于精确测量、信息存储和光学通讯等领域。
在本文中，我们将探讨精密光栅的制备与测量技术，并介绍其在实际应用中的重要性。
一、精密光栅的制备技术精密光栅的制备涉及到复杂的工艺流程和高精度的设备。
其中最常用的制备技术是光刻法。
光刻法是在光敏胶层上照射光线，通过化学腐蚀、蚀刻等步骤来形成光栅结构。
这个过程需要使用到显微镜、激光器、光刻机等设备。
在制备过程中，首先要设计并制作好光栅的图案。
这需要绘制一个高精度的掩模，通常使用电子束光刻机来完成。
电子束光刻机具有高分辨率和精度，能够将设计的图案准确地转移到光敏胶层上。
接下来是光敏胶层的涂布和显影步骤。
光敏胶层是一种特殊的光敏材料，可以通过光线的照射进行化学反应。
当光线通过掩模透射到光敏胶层时，光敏胶层的化学结构会发生变化，从而形成光栅结构。
然后是蚀刻步骤。
在光敏胶层显影之后，会形成一个光栅图案。
接下来，需要使用化学蚀刻或物理蚀刻技术，将不需要的光敏胶层去除，从而形成最终的光栅结构。
这个过程需要使用到特殊的蚀刻液和设备，如离子束蚀刻机。
二、精密光栅的测量技术精密光栅的制备工艺决定了其结构的精度，而测量技术则保证了光栅的性能和质量。
光栅的测量主要包括两个方面：空间分辨率和频率精度。
在空间分辨率测量中，我们通常使用显微镜、扫描电子显微镜等设备，观察光栅表面的细节。
这可以帮助我们了解光栅的结构是否一致、是否存在缺陷等。
此外，我们还可以使用探针显微镜和原子力显微镜等设备，直接测量光栅结构的高度差异。
频率精度是另一个重要的测量指标。
光栅的频率精度决定了其在光学测量中的可靠性和准确性。
为了测量光栅的频率精度，我们通常使用干涉技术。
干涉技术通过比较光栅的实际频率与标准频率之间的差异，来评估光栅的质量。
这种测量通常使用干涉仪、激光器等设备进行。
三、精密光栅的应用精密光栅在科学研究和工业领域中具有广泛的应用。
传感器与检测技术课件第二章-4光栅
光栅检测技术在智能制造中的应用
光栅检测技术在智能制造中起到质量检测和测量的关键作用，有效提高生产效率和产品质量。
光谱学
光栅在光谱学中起到分光和波长选择的作用，广泛 应用于光谱仪和光谱分析中。
荧光分析
光栅在荧光分析中用于选择性激发特定波长的荧光 材料，提高检测灵敏度。
光栅在飞行器姿态控制中的应 置信息，用于飞行器的姿 态控制和导航。
光栅检测技术的未来发展趋势
随着科技的不断进步，光栅检测技术将更加精密和高效，应用领域将进一步扩展，为智能制造和安全监测带来新的 突破。
光栅的分类
根据光栅的不同性质和结构，可以将光栅分为折射光栅、反射光栅和折射反射复合光栅。
光栅的生产技术
光栅的生产技术包括光刻、电子束曝光、激光干涉和机械刻蚀等方法，其中激光干涉技术是最常用的方法。
光栅的应用领域
激光测量
光栅在激光测量中应用广泛，可用于测量距离、速 度、位移等参数。
光学显微镜
光栅在光学显微镜中可以提高分辨率并实现更精准 的检测。
传感器与检测技术课件第 二章-4光栅
光栅是一种常见的光学器件，它通过周期性的结构使光发生衍射现象。本章 将介绍光栅的工作原理、分类、生产技术以及在不同领域的应用。
什么是光栅
光栅是一种具有规则周期性结构的光学元件，它能够将光按照特定的规律进 行衍射和干涉。
光栅的工作原理
光栅的工作原理是基于光的衍射现象，当入射光通过光栅时，会发生衍射，形成一系列亮暗交替的衍射条纹。
光纤光栅的检测技术报告
光纤光栅的检测技术报告光纤光栅是一种基于光纤的传感器技术，利用光纤中的衍射光栅原理来实现对光信号的检测和测量。
光纤光栅的检测技术具有高灵敏度、快速响应、无电磁干扰等特点，广泛应用于光通信、传感器、光纤传输等领域。
本报告将详细介绍光纤光栅的原理和检测技术。
一、光纤光栅的原理光纤光栅是通过在光纤中形成周期性衍射光栅结构来实现对光信号的检测和测量的。
它主要由光纤、光栅和信号处理模块三部分组成。
光纤是一种能传输光信号的细长透明介质，具有优良的光学传输性能。
在光纤光栅中，光纤的两端通常连接光源和检测器。
光线由光源射入光纤中，并经过光栅的衍射产生多个反射光栅，然后传输到检测器进行信号检测。
光栅是一种具有周期性折射率变化的光学元件，它可以将入射光分散成不同波长的衍射光。
光纤光栅中的光栅通常是通过在光纤中引入周期性的折射率变化来实现的，常见的方法包括光纤电弧法、光束干涉法等。
光栅的周期性决定了衍射光的波长和强度，通过对衍射光信号的检测和分析，可以实现对输入光信号的测量和分析。
信号处理模块主要用于光纤光栅的信号检测和数据处理。
它包括光电转换器、放大器、滤波器和数据采集系统等。
光电转换器将光信号转换为电信号，放大器将电信号放大，滤波器用于去除杂散信号，数据采集系统将电信号转换为数字信号并进行数据处理和分析。
二、光纤光栅的检测技术光纤光栅的检测技术主要包括波长测量、增益和损耗测量、温度测量等。
其中，波长测量是光纤光栅最常见和重要的应用之一、通过测量衍射光栅的波长和强度，可以获得输入光信号的波长和强度信息，从而实现对光信号的测量和分析。
光纤光栅的波长测量方法主要包括峰值检测法、尾巴检测法和参考法。
峰值检测法是通过测量衍射光谱中的峰值位置来确定波长，尾巴检测法是通过测量衍射光谱中的尾巴位置来确定波长，参考法是通过与已知参考波长进行比较来确定波长。
这些方法各有优缺点，可以根据具体应用场景的要求选择合适的方法。
增益和损耗测量是光纤光栅的另一重要应用，主要用于光纤传输中对信号强度和损耗的测量。
光栅检测原理
光栅检测原理光栅检测是一种常见的光学检测方法，它利用光栅原理对物体进行测量和检测。
光栅是一种具有周期性结构的光学元件，它可以将光线分解成不同的波长，从而实现对物体的测量和检测。
光栅检测原理主要包括光栅的工作原理、光栅的分类和光栅检测的应用等内容。
光栅的工作原理是基于衍射和干涉的原理。
当平行光线照射到光栅上时，光栅会将光线分解成不同的波长，形成衍射条纹。
这些衍射条纹的位置和强度与光栅的周期、入射光波长等因素有关，通过测量这些条纹的位置和强度，可以得到入射光的波长和强度信息，从而实现对物体的测量和检测。
根据光栅的结构和工作原理，光栅可以分为振动光栅、位移光栅和光栅片等不同类型。
振动光栅是利用声波或电磁波产生的周期性变化来实现光的衍射和干涉，位移光栅是利用物体的位移来改变光栅的周期性结构，光栅片则是利用光栅的周期性结构直接对光进行衍射和干涉。
不同类型的光栅在光学检测中具有不同的应用，可以根据需要选择合适的光栅类型来实现对物体的测量和检测。
光栅检测在工业、科研和生活中有着广泛的应用。
在工业领域，光栅检测可以用于测量物体的形状、尺寸和表面质量，对产品进行质量检测和控制。
在科研领域，光栅检测可以用于光谱分析、光学测量和精密测量等方面，为科研工作者提供了重要的实验手段。
在生活中，光栅检测也有着一定的应用，比如在光学仪器、光学器件和光学传感器等方面。
总之，光栅检测原理是基于光栅的工作原理和光栅的分类来实现对物体的测量和检测。
光栅检测具有准确、灵敏、快速的特点，广泛应用于工业、科研和生活中。
通过对光栅检测原理的深入了解，可以更好地应用光栅检测技术，为相关领域的发展和进步提供有力支持。
四光栅技术与检测技术概览分析PPT课件
2021/6/8, p 28
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• FP
• Invitroge多n: 功Far能-Re酶d 标Pol仪arS的cre常en见TM 检 测 手 法
• Invitrogen: Glucocorticoid Receptor AssayTM • Lumi
• Flash Lumi – e.g. Ca2+ Detection • Glow Lumi – e.g. Reporter Gene Assays
光吸收应用例1：ELISA:Enzyme linked immuno sorbant assay
抗体
抗原
E 偶联物
S 底物
ES
PP
固态基质（微孔板）
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ELISA为主酶标仪的选择基准
• 对应波长
• 波长范围（F50:400-700nm, Sunrise:340-750nm) • 常见应用波长
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帝肯多功能酶标仪提供多彩的检测模式
• 光吸收模式 • 单或多通道光吸收测量 • M1000提供高速的“飞行”测量模式
• 荧光强度模式 • 顶部或底部
• 荧光偏振模式 • 实现高速偏振片切换
• 时间分辨荧光模式 • 结合可变频激发模式及无级带宽可调技术
2021/6/8, p 9
光线在经过一级光栅分光后经由中间狭缝intermediateslit达到第二级光栅进一步分光口由出口狭缝exitslit得到高纯度的单色光双光栅技术可以极大地抑制杂光的影响一级光栅可将杂光抑制到103二级光栅可将杂光抑制到106双光栅可选择采用加和式additive或差减式subtractive配置差减式配置采用特别的光轴配置在有效抑制杂光及高次分光的同时二级光栅通过可实现光线的位相均一化相当于一个bandpassfi帝肯的safire采用的是加和式双光栅配置safire2以后的所有光栅型酶标仪则均采用差减式双光栅配置4光栅quad4chromator光路包括双光栅激发光光路及双光栅发射光光路
传感器与检测技术课件第二章-4光栅
第二章 位移检测传感器
第三节
大位移传感器
莫尔条纹的特点
运动方向：当两个光栅沿刻线垂直方 向作相对移动时，莫尔条纹则沿光 栅刻线方向移动（两者的运动方向 相互垂直）。光栅运动方向改变， 莫尔条纹的运动方向也作相应改变。 因此根据莫尔条纹移动方向就可以 对光栅1的运动进行辨向。
第二章 位移检测传感器
第二章 位移检测传感器
第三节
大位移传感器
莫尔条纹的特点
当两个光栅沿刻线垂直方向作相对移动时，莫尔条纹的光强度随条纹移动近似 按正弦规律变化。光栅移动一个栅距W，光强变 化一个周期。通过光电元件，可将莫尔条纹移动 时光强的变化转换为近似正弦变化的电信号，如 图所示。
U U0 o
Um
W/2
其电压为：
W
第二章 位移检测传感器
第三节
大位移传感器
长光栅
圆光栅
第二章 位移检测传感器
第三节
大位移传感器
1.长光栅位移传感器的工作原理
什么是光栅？
在镀膜玻璃上均匀刻制许多有明暗相间、等间距分布的细小条纹 （又称为刻线），这就是光栅。
第二章 位移检测传感器
第三节
大位移传感器
1.长光栅位移传感器的工作原理
a 为栅线的宽度（不透光）， b 为
第二章 位移检测传感器
第三节
大位移传感器
5、为了提高检测系统的分辨率，需要对磁栅、容栅等大位 移测量传感器的输出信号进行（ 细分 ）（模拟四）
第二章 位移检测传感器
第三节
大位移传感器
6 、已知光栅式位移传感器的栅线为 50 线 /mm ，主光栅和指 示光栅的栅线的夹角为0.2º 。 （1）求光栅莫尔条纹的间距，及莫尔条纹的放大系数； （2）测量时，若光电元件接收到莫尔条纹 10个周期的光强 信号，求测得的位移是多少？ （3）若采用四倍细分电路，可得到的分辨力是多少？
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2020/7/21, p 12 新药研发与自动化
光吸收模式
2020/7/21, p 13 新药研发与自动化
荧光模式
2020/7/21, p 14 新药研发与自动化
发光模式
2020/7/21, p 15 新药研发与自动化
内容提要
帝肯公司简介 帝肯Detection事业部简介 “4光栅”技术与Infinite系列多功能酶标仪 多功能酶标仪的常见应用 新产品介绍
使用NanoQuant对蛋白质定量应用例
2020/7/21, p 25 新药研发与自动化
蛋白质定量的其他方法
Bradford Assay
• 蛋白质与Coomassie Brilliant Blue结合
BCA™ Protein Assay
• Cu(+)螯合物
Modified Lowry Protein Assay
荧光偏振原理
荧光体（小分子）受激发后高速自转，几乎无荧光偏振 同大分子结合后荧光体自转变慢，实现荧光偏振测量
2020/7/21, p 38 新药研发与自动化
发光检测（持续发光或瞬间发光）
钙离子流测定:瞬间发光
AEQUORIN
Ca2+
LUMINESCENCE SIGNAL
持续发光
Luciferin
B
Eu, Tb = DONOR
Allophycocyanine (XL-665),
Fluorescein, Rhodamine =
ACCEPTOR
选用长寿命荧光体作为给体（通常为稀土类元素）
2020/7/21, p 36 新药研发与自动化
TR-FRET原理
2020/7/21, p 37 新药研发与自动化
• 中高浓度核酸（2ug-3700ug/ml）/微量体积（1-2ul）：吸收光
• NanoQuant
• 中等浓度核酸（2ug-200ug/ml）/普通体积（100ul）：吸收光
• UV透明微孔板
• 低浓度核酸（1ng/ml-20ug/ml）：荧光
• PicoGreen，黑色微孔板
2020/7/21, p 24 新药研发与自动化
帝肯4光栅与带宽调节技术的结合赋予其光栅型酶标仪难以比拟的 优势：
真正的全波长应用
• Quad4 Chromator提供从紫外到红外的真正全波长应用；由于Quad4 Chromator不采用任何波长截断滤光片，在全波长范围内不会出现波长失真情 况。
更高的灵敏度
• Quad4 Chromator采用差减式双光栅设计，在极大的抑制杂光的同时，保证 达到检测物质的光强。
2020/7/21, p 4 新药研发与自动化
双光栅技术
光线在经过一级光栅分光后经由中间狭缝(Intermediate Slit)达到第二级光
栅进一步分光口，由出口狭缝（Exit Slit）得到高纯度的单色光
双光栅技术可以极大地抑制杂光的影响（一级光栅可将杂光抑制到10-3，
二级光栅可将杂光抑制到10-6）
吸光度范围
• 0-4 O.D.
对应微孔板格式
• 96孔还是384孔?
检测速度
• 多通道还是单通道检测？
温控能力
• 有些ELISA应用需要温度控制， • 温度均一性，避免边界效应
震荡能力 数据处理能力
• 结果简化能力 • 自动质控能力
2020/7/21, p 22 新药研发与自动化
光吸收应用例2：核酸/蛋白质定量
ห้องสมุดไป่ตู้多功能酶标仪的常见荧光/发光检测手法 FRET
• PE: BRET2TM • Invitrogen: Z’LyteTM • Invitrogen: Gene BlazerTM
TRF
• PE: Delfia ®
TR-FRET
• CisBio: HTRF ® • Invitrogen: LanthaScreenTM • PE: LanceTM
2020/7/21, p 16 新药研发与自动化
多点测量 A
16
2020/7/21, p 17 新药研发与自动化
多点测量 B
17
2020/7/21, p 18 新药研发与自动化
检测器自动/手动Z轴聚焦（高度调整） 寻找微量样品的信号检测焦点，减少试剂使用 减少检测器与检测板间隙，使孔间干扰降到最低
FIREFLY LUCIFERASE ATP, CO2, Mg2+
Oxyluciferin + light
2020/7/21, p 39 新药研发与自动化
各种检测模式的局限性（可能的影响因素）
局限性
体积/液面 背景荧光 内滤光效应 光散射 光漂白 自荧光 磷光 分子量 光猝灭
荧光强度 荧光偏振 时间分辨 能量转移 时间分辨 荧光寿命 能量转移
18
2020/7/21, p 19 新药研发与自动化
多功能酶标仪的常见检测手法
光吸收
• 吸光度（定量） • 光谱学特征（吸光光谱）
荧光
• 荧光强度及其衍生方法 • 荧光光谱学研究（激发/发射/3D）
发光
• 单色/双色发光 • 稳态/瞬时发光
2020/7/21, p 20 新药研发与自动化
光吸收应用例1：ELISA:Enzyme linked immuno sorbant assay
帝肯的Safire采用的是加和式双光栅配置，Safire2以后的所有光栅型酶标仪则 均采用差减式双光栅配置
2020/7/21, p 6 新药研发与自动化
四光栅的基本原理
4光栅（Quad4 Chromator）光路包括双光栅激发光光路及双光
栅发射光光路。
使用双光栅光路的最大好处是可以极大的抑制杂光（Stray Light）
时间分辨测定原理
代测荧光团荧光寿命介于微 秒到毫秒之间
适当的延迟时间以消除背景
荧光的影响
优选积分时间获得最大信号 优点：低背景及高信噪比
荧光
400
800
激发光托尾 积分时间
time (s)
2020/7/21, p 35 新药研发与自动化
TR-FRET
X nm
TR-FRET
Y nm
Z nm
A
抗体
抗原
固态基质（微孔板）
E
偶联物
S
底物
ES
PP
2020/7/21, p 21 新药研发与自动化
ELISA为主酶标仪的选择基准
对应波长
• 波长范围（F50:400-700nm, Sunrise:340-750nm)
• 常见应用波长 • 滤光片：405/450/492/620nm （F50/Sunrise) • Rainbow滤光片：Sunrise
• 改进的Lowry法
2020/7/21, p 26 新药研发与自动化
Bradford Assay
2020/7/21, p 27 新药研发与自动化
BCA™ Protein Assay
2020/7/21, p 28 新药研发与自动化
Modified Lowry Protein Assay
2020/7/21, p 29 新药研发与自动化
帝肯多功能酶标仪提供多彩的检测模式
光吸收模式
• 单或多通道光吸收测量 • M1000提供高速的“飞行”测量模式
荧光强度模式
• 顶部或底部
荧光偏振模式
• 实现高速偏振片切换
时间分辨荧光模式
• 结合可变频激发模式及无级带宽可调技术
2020/7/21, p 11 新药研发与自动化
帝肯多功能酶标仪提供多彩的检测模式（续）
Acceptor
TAMRA Cy5 Fluorescein DABCYL EYFP Fluorescein Allophycocyanine, Cy5 Fluorescein, Rhodamine
2020/7/21, p 33 新药研发与自动化
BRET原理（给体及受体为发光蛋白）
2020/7/21, p 34 新药研发与自动化
2020/7/21, p 31 新药研发与自动化
FRET原理
X
nm
D
给体
Ex1 / Em1
Y
nm
10-100 Å
能量转移
Z nm
A
受体
Ex2 / Em2
Em1 ~ Ex2
2020/7/21, p 32 新药研发与自动化
常见FRET染料对
Donor
Fluorescein Cy3 IAEDANS EDANS ECFP Coumarin Europium Terbium
2020/7/21, p 8 新药研发与自动化
帝肯光栅型多功能酶标仪的更多专利技术
无级可调带宽技术（Stepless Adjustable Bandwidth Setting）
支持激发光与发射光光栅系统的带宽无级调节，从而实现对不同的 代测荧光体测定条件的最优化。
2020/7/21, p 9 新药研发与自动化
荧光共振能量转移模式
• Quad4 Chromator提供高速的波长切换，实现高效的比值测定（ratio measurement）
时间分辨荧光能量转移模式
• 时间分辨与能量结合技术的结合，实现更高的灵敏度
发光模式
• 检测光纤Z周自动调节与PMT动态增益技术 • 持续发光（通常指发光时间持续1分钟以上 • 瞬时发光（配合加样器选件） • 以及双色发光
A280吸光度值用于蛋白质定量
2020/7/21, p 23 新药研发与自动化
核酸定量的酶标仪选择基准
对应波长范围
• Infinite 系列酶标仪器: 230nm-1000nm
波长准确度
• Infinite M200 Pro: < ± 0.3 nm for λ ≤ 315 nm