光电技术实验PPT课件
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光电显示技术课件
制造技术
较复杂
简单
价格
较高
低
专利权
SONY及SEIKO EPSON拥有专利权
无专利权问题
三、LCD投影机
使用三片LCOS屏制作的背投电视,具有较高的亮度
三、LCD投影机
液晶投影机光源技术要求：
（1）尽可能接近电光源、亮度高、光的利用率高； （2）灯的效率及其亮灯附属电路的综合效率要高； （3）要有合适的R、G、B显示发光光谱； （4）亮度、光源色在寿命过程中变化下； （5）寿命长； （6）亮灯装置及外围电路要小型化。
电子纸、电子书
投影显示
小结内容
一、投影机的分类 二、CRT投影机 三、LCD投影机 四、数字光路处理器投影机
一、投影机的分类
大屏幕显示方式及所适用的显示器件
一、投影机的分类
投影显示： 由平面图像信息控制光源，利用光学系统和投影空间把图像放大并
显示在投影屏幕上的方法或装置。 投影机的分类：正投影式、背投影式。
三、LCD投影机
各种投影灯的比较
四、数字光路处理器投影机
数字光路处理器投影机：Digital Light processing，DLP。 成像器件：DMD（Digital Micromirror Device）
DLP投影机的优点：
（1）采用数字技术，使图 象灰度等级达256~1024级， 图象噪声消失，画面质量稳 定。
电子纸技术的发展史
电子墨水和电子纸的概念最先由施乐的PARC( palo alto研究中心)于 1975年率先提出，施乐和松下电子于同年分别申请了电泳显示的专利。
1987年日本的NIPPON MEKTRON KK提出微胶囊电泳显示的专利。 美国E- Ink公司于1997年成立，实现了电子纸的批量生产和商品化。 2007年，Amazon网络书店推出的Kindle电子书，由于丰富的电子书内 容和完善的服务平台，同时电子纸像真正的纸一样的显示特性及超低功耗省 电，从而引发电子纸电子书阅读器市场的快速成长。
《光电检测技术》课件
生物医学
光电检测技术在生物医学领域的 应用包括光谱分析、荧光成像、 激光共聚焦显微镜等，有助于疾 病的诊断和治疗。
工业生产
光电检测技术在工业生产中的应 用包括产品质量检测、生产线自 动化控制等，可以提高生产效率 和产品质量。
光电检测技术的发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展，光电检测技术 将逐渐实现智能化，能够自动识别和分类
目标，提高检测精度和效率。
微型化
随着微纳加工技术的发展，光电检测器件 将逐渐微型化，能够应用于更广泛的领域
，如生物医疗、环境监测等。
高光谱成像
高光谱成像技术能够获取目标的多光谱信 息，有助于更准确地分析物质成分和状态 ，是光电检测技术的重要发展方向。
多模态融合
将多种光电检测技术进行融合，实现多模 态信息获取和分析，能够提高检测的准确 性和可靠性。
利用光电检测技术快速读取条形码的设备
详细描述
光电式条形码阅读器通过发射光源和接收装置，快速扫描条形码并将光信号转 换成电信号，实现快速、准确地读取条形码信息。广泛应用于超市、图书馆、 物流等领域，提高信息录入效率和准确性。
光电式指纹识别系统
总结词
利用光电检测技术进行指纹识别的系统
详细描述
光电式指纹识别系统通过发射光源和图像传感器，获取指纹的反射光信号，再转换成电信号进行处理。系统能够 实现高精度、高速度的指纹识别，广泛应用于身份认证、门禁控制等领域，提高安全到探测器表面时，光子与材料中的电子相 互作用，使电子从束缚状态跃迁到导带，形成光生电压或电流，从而实现对光 信号的探测。
03
常见的光伏探测器有硅、锗等。
光子探测器
光子探测器是利用光子效应制成的探测器，主要应用于紫外、可见和近红外波段的探测。
《光电检测技术基础》课件
信息量大
光电检测技术受到环境因素的影响较大，如温度、湿度、光照等，可能导致测量误差。
对环境条件敏感
光电检测设备通常较为昂贵，对于一些小型企业和实验室而言，购置和维护成本较高。
设备成本高
光电检测技术需要专业的知识和技能，操作和维护需要专业人员，限制了其在某些领域的应用。
专业性强
由于获取的信息量大，对数据的解读和分析需要较高的专业水平，增加了使用难度。
光纤传感技术是一种利用光纤作为敏感元件进行测量的技术，具有抗电磁干扰、耐腐蚀、可远程测量等特点。它主要用于测量温度、压力、位移等参数，在石油化工、航空航天、交通运输等领域有广泛应用。
光电检测技术的优缺点分析
05
光电检测技术利用光子与物质的相互作用，能够实现高精度的测量，尤其在光谱分析、激光雷达等领域具有显著优势。
数据解读难度大
通过改进设备结构和材料，降低环境因素对检测结果的影响，提高检测的稳定性和可靠性。
提高稳定性与可靠性
加强光电检测技术与其它相关领域的交叉融合，如物理学、化学、生物学等，拓展其在前沿科学研究中的应用。
多学科交叉融合
通过技术优化和规模化生产，降低光电检测设备的成本，促进其在更广泛领域的推广应用。
光电式传感器的应用非常广泛，例如在自动控制系统中用于检测光束的通断，在测量领域用于检测物体的位置和尺寸，在环保领域用于检测烟尘、水质等。
光电式传感器通常由光电器件、测量电路和机械装置组成，其中光电器件是核心部分，其性能直接影响传感器的测量精度和稳定性。
红外检测技术是一种利用红外辐射进行检测的技术，具有非接触、高精度、高灵敏度等特点。它主要用于测量温度、气体浓度、湿度等参数，在工业生产和科学研究等领域有广泛应用。
显示系统
光电检测技术PPT培训课件
光电检测技术的发展趋势
总结词
光电检测技术未来将朝着高精度、高速度、智能化方向发展。
详细描述
随着科技的不断进步，光电检测技术将进一步提高检测精度和速度，实现更快速、更准确的信息获取 和处理。同时，光电检测技术将与人工智能、机器学习等技术相结合，实现智能化检测和自动化决策 ，为各领域的快速发展提供有力支持。
各类光电检测技术的应用场景
可见光检测技术
广泛应用于图像采集、安防监控、交通拍 照等领域。
激光雷达技术
广泛应用于机器人导航、无人驾驶、智能 制造等领域。
红外检测技术
广泛应用于温度测量、无损检测、消防报 警等领域。
X射线检测技术
广泛应用于医疗影像、工业无损检测、安 全检查等领域。
紫外检测技术
广泛应用于荧光显微镜、化学分析仪器、 环境监测等领域。
04
光电检测技术的实际应用案例
光电检测技术在工业自动化中的应用
总结词
质量检测
光电检测技术在工业自动化领域的应用广 泛，主要用于生产线上的质量检测、位置 检测和速度控制等。
通过光电检测技术对生产线上的产品进行 表面缺陷、尺寸、重量等质量参数的检测 ，确保产品质量符合要求。
位置检测
速度控制
利用光电检测技术对生产线上的产品位置 进行精确检测，实现自动化控制和调整。
详细描述
光电检测技术利用光子与电子的相互作用，将光信号转换为电信号，实现对各 种物理量、化学量和生物量的检测。该技术具有高精度、高灵敏度、高可靠性 等优点，广泛应用于各个领域。
光电检测技术的应用领域
总结词
光电检测技术在多个领域都有广泛应用。
详细描述
在工业自动化领域，光电检测技术用于产品质量检测、生产线监控等；在医疗领域，光电检测技术用于医疗诊断、 生物分析等；在环保领域，光电检测技术用于环境监测、水质分析等；在通信领域，光电检测技术用于光纤通信、 高速数据传输等。
光电技术实验
• 二、实验原理：
•
光电耦合器是一种“电—光—电”耦合器件，它
由红外LED及与之对准但有一定距离的接收管组成。
光耦的输入量和输出量均为电流，但两者在电气上完
全绝缘。本实验将测定光耦的接收器的伏安特性，其
测定原理与光敏二极管、三极管的伏安特性测定相似。
• 三、实验所需单元：
• 直流稳压电源，光电耦合器，电阻，数字电压表，电 流（毫安）表。
接收器达到饱和状态，其发射极输出高电平，从而控
制后续的继电器开启，实现电气上绝缘的光耦式继电
控制。
• 三、实验所需元件和单元：
• 直流稳压电源，光电耦合器，电阻，按钮，数字电压 表，继电器。
编辑ppt
• 四、实验步骤：
(1)按图6.1所示实验电路连接各元器件及各单元。 连接＋12V电源端，并将实验电路的“K”输出 端与继电器的“IN”端相连。
• 表3.1 光敏电阻的阻值变化
光照状 况
全暗
光敏电 阻值
(k)
日光灯照 台灯斜照 台灯直照
激光照射
射
射
射
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• (2) 光敏电阻伏安特性测定。按图3.2所示连接各元 件和单元，检查连接无误后，开启电源。用一挡光 物（如黑纸片或瓶盖）遮住光敏电阻（视为全暗）， 分别接插不同的电压U值（如1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 4.0, 5.0V等），利用
光电技术实验
主讲教师:王丽君
闽南理工学院 实践教学中心
编辑ppt
目录
• 实验一 光敏二极管特性测量实验 • 实验二 红外光电接近开关实验 • 实验三 光敏电阻特性及参数测量实验 • 实验四 光敏电阻暗光街灯实验 • 实验五 光电耦合器性能测试实验 • 实验六 光电耦合器控制开关实验
光电测试技术-第5章-激光干涉测试技术(1／6)PPT课件
▪ 历史进程：
▪ 17世纪后半叶，玻意耳(Boyle)和胡克(Hooke)独立地观察 了两块玻璃板接触时出现的彩色条纹（后被称作牛顿环）， 人类从此开始注意到了干涉现象。
▪ 1690年，惠更斯出版《论光》，提出“波动”说。
▪ 1704年，牛顿出版《光学》，提出了“微粒”说。
▪ 1801年，托马斯·杨(Thomas Young)完成了著名的杨氏双 缝实验，人们可以有计划、有目的地控制干涉现象。
➢ 当 Imin = 0时K＝1，对比度有最大值；而当 Imax= Imin时K ＝0，条纹消失。在实际应用中，对比度一般都小于1。
➢ 对目视干涉仪可以认为：当K＞0.75时，对比度就算是好 的；而当K＞0.5时，可以算是满意的；当K＝0.1时，条 纹尚可辨认，但是已经相当困难的了。
➢ 对动态干涉测试系统，对条纹对比度的要求就比较低。
为所有的运动粒子都具有相应的波长，为隧道显微镜、原 子力显微镜的诞生做了理论准备。
▪ 1960年，梅曼(Maiman)研制成功第一台红宝石激光器，以 及微电子技术和计算机技术的飞速发展，使光学干涉技术 的发展进入了快速增长时期。
▪ 1982年，G.Binning和H.Rohrer研制成功扫描隧道显微镜， 1986年发明原子力显微镜，从此开始了干涉技术向纳米、 亚纳米分辨率和准确度前进的新时代。
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第5章 激光干涉测试技术
概述
▪ 特点： ➢ 具有更高的测试灵敏度和准确度； ➢ 绝大部分的干涉测试都是非接触式的，不会对被测件 带来表面损伤和附加误差； ➢ 较大的量程范围； ➢ 抗干扰能力强； ➢ 操作方便； ➢ 在精密测量、精密加工和实时测控的诸多领域获得广 泛应用。
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使用光控双向可控硅控制灯光照明
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实验六 单通道红外遥控系统的制作与应用
红外线遥控系统工作原理
红外线 红外线 红外线接收及
发射单元
信号处理单元
受控制 单元
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555集成电路
VR≥Vct（即2Vcc/3）时，R＝1，Vo＝0，D对地短路；
Vs≤Vcc/3时，S＝1，Vo＝1，D对地断路。
在工程计算中，常按照经验公式，即当负载电阻为最佳 负载电阻值时，输出电压U＝（0.6 － 0.7）Uoff 。
最佳负载电阻值与入射光通量有关，它随入射光通量的 增大而减少。
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15
硅光电池的负载特性测试装置
注：RL的电阻值由调节旋钮的位置读出。
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16
实验三
光电二极管及光电三极管 光照特性测试
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17
光电二极管
工作原理及电路符号
伏安特性曲线
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18
光电三极管
工作原理及电路符号
伏安特性曲线
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19
光电二极管的负载特性测试装置
注：电流指示用200mV电压表并联取样电阻的方法，因
取样电阻值为10K，故电压表指示10mV等效为
1μA。
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20
光电三极管的负载特性测试装置
注：电流指示用200mV电压表并联取样电阻的方法，因
6、注意“SWP.VOR”旋钮顺时针转到底（CAL位置）。
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13
实验二 硅光电池负载特性测试
硅光电池
工作原理及电路符号
伏安特性曲线
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14
硅光电池的负载特性
在某一照度下，硅光电池的输出端电压 U 及输出电流I 随着负载电阻而变化，因此，其输出功率 P＝UI 与负载 电阻 RL 的阻值有关。当 RL 等于最佳负载电阻 Ropt情 况下可获得最大的输出功率。
注意：施加的电压不得超过250V，
以免损坏光电倍增管。
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25
光电倍增管阳极灵敏度的测量电路
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26
光电倍增管实验仪面板
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27
光电倍增管实验仪内部结构
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实验五 光电耦合器件的应用
一、对射式光电耦合开关的结构及电路符号
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光电耦合器件进行信号的传输实验电原理图
要求：在传输正弦信号时调整VR02、VR03使信号输
2
实验课要求
1）作好预习，结合已学的理论知识，明确 实验目的、实验原理与方法。
2）保证人身安全，爱护实验器材，严格按 实验操作方法动手实验。
3）细心观察，实事求是作好实验记录；进 行结果分析和验证。
4）按要求按时完成实验报告。
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3
实验报告要求
• 按规定格式整洁的书写，按时交给实验指导教师 。 • 实验报告的内容包括：
试分析：三个实验结果是否正确呢？如何验证呢？
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5
实验一 CdS光敏电阻的性能测试
光敏电阻的工作原理、电路符号及常用蛇形结构
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6
CdS光敏电阻 的光照特性曲线和伏安特性曲线
光照特性曲线
伏安特性曲线
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7
实验暗箱的外观及控制旋钮
上盖
电压表插口 电流表插口 示波器测试端口 电源插口
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8
实验暗箱的照度控制旋钮
百位读数窗 读数标记点
固定部分 调整部分 十位与个位读数刻度
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9
实验暗箱的照度控制刻度对照表
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10
CdS光敏电阻性能测试装置
注：1、盖好实验暗箱上盖以避免外界光照的影响。
2、照度值按“照度调节”旋钮的读数参照对应表格决
定。
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11
CdS光敏电阻的时间响应
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12
CdS光敏电阻时间响应测试时 示波器的使用注意点
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32
CD4013双D触发器的连接图与真值表
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CD40193二进制可预置可逆计数器 CD40193的连接图
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CD40193的工作波形图
MR PL P0 P1 P2 P3 CPU CPD Q0 Q1 Q2 Q3 TCU TCD
加计数 减计数
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光控双向可控硅
注意：可控硅一般应用于交流的控制，在 直流电路中接通后不能控制其断开。
1、实验目的、原理及方法（简述） 。 2、实验电原理图、仪器连接方框图，测试点位置。 3、实验过程（简述）、实验记录（数据、现象及发
现的问题 ）。 4、实验数据整理、有关曲线以及实验结果分析。 5、思考题的讨论。
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4
例：小实验
D1
D2
V1
V2
1.5V
用500型万用表DC2.5V档 （表内阻50KΩ）分别测 试 V1和V2，得三结果： 1. V1=0V V2=1.5V 2. V1=0V V2=1.3V 3. V1=0V V2=0V
取样电阻值为100Ω ，故电压表指示1mV等效为 10μA。
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实验四 光电倍增管特性和参数测试
光电倍增管的工作原理及典型各极供电电路
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931A光电倍增管（侧窗管）
倍增极系统结构： 9级鼠笼形
主要性能数据：
光谱响应范围 650nm
最大响应波长 光阴极（不透明） 阴极最小有效尺寸 阳极脉冲上升时间
出最大而失真最小，分析此时“信号输出”点的 正
弦信号幅度和其直流电压. 的关系。
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使用光电耦合器件模拟人员进出自动计数控制
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模拟人员进出自动计数控制实验的要求
1、观察并分析如果小动物通过人员进出自动 计数控制系统时，由于不能同时遮挡 K1、 K2，是否会造成误计数？ 2、观察并分析人员进出时于半途退回的情 况下系统是否会误计数？
/MR为优先复位端， /MR为“0”时， Vo＝0，D对地
短路；
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555多谐振荡器电原理图
振荡频率f = 1.49 / (2R1＋R2) C
光电技术实验
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1
实验课内容
1、 CdS光敏电阻的性能测试。 2、硅光电池负载特性测试。 3、 光电二极管及光电三极管光照特性测试。 4、光电倍增管特性和参数测试。 5、光电耦合器件的应用。 6、单通道红外遥控系统的制作与应用。 7、热释电器件在光电技术中的应用。 8、面阵CCD的工作原理和应用。
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1、示波器CH1接“Lightwave”，探头应置“X10” 。
2、示波器CH2接“I－out”，探头置“X10”或置 “X1” 。
3、同步置于“CH1”。
4、两个输入端应该置于“DC”档。
5、“MODE”选择先置于“CH1”，调节出稳定的波 形；再置
于“CH2”或置“DUAL”(“CHIP”按下)来观测。
300－
400nm 锑铯光阴极 8x24mm 2.2nS
极限工作条件
阳极与阴极间的电压
1250 VDC
第1倍增极与阴极间的电压 250 VDC
平均阳极电流
0.1 mA
环境温度范.围
-80～+50 ℃
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光电倍增管 阴极和阳极伏安特性曲线
阴极伏安特性曲线 阳极伏安特性曲线
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光电倍增管阴极灵敏度的测量电路