光电检测技术与运用复习提纲

该材料由小建老师上课所提及后自行整理，若使用请务必自己核对教材，以本为本回归课本，若对大家复习有帮助不甚荣幸，若造成困扰和不必要的麻烦请谅解。 光电检测技术与运用复习提纲 光电检测系统的基本结构形式分为：几何光学变换的光电检测 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 和物理光学变换的光电检测方法； 几何光学变换的机构形式：辐射式、反射式、遮挡式、透射式； 物理光学变换的光电检测的基本结构：干涉式与衍射式。 可见光的范围：380～780nm； 物体发光有两种基本形式：特辐射及“发光”辐射； “发光”辐射与热辐射不同，它主要借助其他一些外来激发过程而获得能量，产生辐射发射。这种发光形式包括：电致发光、光致发光、化学发光、热发光； 辐射效率：在给定λ 1～λ2波长范围内，某一辐射发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率 之比，称为该辐射源在 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 光谱范围内的辐射效率； 在给定λ1～λ2 波长范围内，某一辐射体（光源）所发射的光通量与产生这些光通量所需 的电功率之比，就是该光源的发射效率； 相关色温：对于一般光源，它的颜色与任何温度下黑体辐射的颜色都不相同，这时的光源用相关色温表示，在均匀色度中，如果光源的色坐标点与一温度下黑体辐射的色坐标接近，则该黑体的温度称为光源的相关色温； 光源的颜色包含两方面的含义，即色表和显色性。 用眼睛直接观察光源时所看到的颜色称为光源的色表 当光源照射物体时，物体呈现的颜色（也就是物体反射光在人眼内产生的颜色感觉）与该物 体在完全辐射体照射下所呈现的颜色的一致性，称为该光源的显色性； 交流粉末电致发光光源的工作原是：由于电极间距很小，只有几十微米， 所以在市电电压的作用下，就可以得到足够高的电场强度如E=104V/cm以上。粉末中自由电子在强电场作用下加速而获得很高的能量，它们撞击发光中心，使其受激而处于激发态，当激发态复原来为基态时产生复合发光。由于荧光粉末与电极间有高介电常数的绝缘层，自由电子并不导走，而是被束缚在阳极附近，在交流电的负半周时电极变换，自由电子在高电场作用下向新阳极的方向加速。使之不断发光。 LED发光机理：光电二极管是由P型和N型半导体组成的二极管，在PN结附近N型材料中的多数载流子是电子，P型材料中的多数载流子为空穴，由于电子浓度不同，载流子扩散运动加强。这样，在PN结型上，P区由于空穴向N区扩散运动而带负电荷，N区电子向P区方向的电场，此电场为内建电场，当给发光二极管的 P-N 结加正向电压时, 外加电场将削弱内建电场，使空间电荷区变窄， 载流子的扩散运动加强。由于电子迁移率总是远大于空穴的迁移率，因此电子由 N 区扩散 到 P 区是载流子扩散运动的主体。当导带中的电子与价带中的空穴复合时，电子由高能级 跃迁到低能级，电子将多余的能量以发射光子的形式释放出来，产生电致发光现象。。 关于禁带宽度Eg与极限波长λ的相关计算（注意能量单位的换算P24）; LED与LD的比较： LED LD 发光机理 LED 是利用注入有源区的载流子自 发辐射复合发光 LD 是受激辐射复合发光 结构上 LD 有光学谐振腔，使产生的光子在 腔内振荡放大 LED 没有谐振腔。 性能上 LED 没有阈值特性 , 光谱密度比 LD 高几个数量级 ,输出功率小 LED 有阈值特性，输出光功率大 ，光谱密度小，发散角大。 优点 价格便宜，寿命长 相干光 光电效应：光辐射入射到光电材料时，光电材料发射电子，或者其电导率发生变化，或者产生感生电动势的现象。 光电效应分为内光电效应和外光电效应，具体有光电子发射效应、光电导效应、光生伏特效应、光子牵引效应和光电磁效应。 光电探测器输出的平均光电流表达式：P33 计算γ值（作业中） 已知某光敏电阻在500Lx的光照下阻值为550Ω而在700Lx的光照下阻值为450Ω，求该光敏电阻在550lx和600lx光照下的阻值。（相关知识P42） 解 光敏电阻输入电路 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 中，负载RL和电源电压Ub是两个关键参数； 光电池等效电路图及光电池的电流方程式（P58） 光电池的应用主要两个方面：一是作为光电探测器件，二是将太阳能转化为电能； 硅光电二极管与光电池的比较P66：硅光电二极管在结构和工作原理上与硅光电池很相似。如果应用于光伏工作模式，其机理与光电池基本相同，属于PN结型光生伏特效应。但是与电池比较略有不同：①就制作衬底材料的掺杂浓度而言，光电池较高，约为1016～1019原子数/cm3,而硅光电二极管则为1012～1013原子数/cm3,②光电池的电阻率低约为0.1～0.01Ω/cm,而硅光电二极管则为1000Ω/cm；③光电池在零偏置下工作，硅光电二极管通常在反向偏置下工作；④一般来说，光电池的光敏面积都比硅光二极管光敏面大得多，因此硅光电二极管的光电流小很多，通常为微安级； 第四章节作业5、6 关于爱因斯坦定律的有关计算P85注意表达式个字母的含义。 像管的主要功能是能把不可见光（红外或紫外）图像或微弱光图像通过电子光学透镜直接转换成可见光图像如变像管、像增强器、X射线像怎强器； 摄像管是一种把可见光或者不可见光（红外或紫外）图像通过电子束扫描后转成相应的电信号，通过显示器件再成像的光电成像器件。 摄像管应用具有三个基本功能：光电变换、光电信息的积累 、储存及扫描输出； 摄像管的工作原理是：先将输入的光学图象转换电荷图象，然后通过电荷积累和储存构成电位图象，通过电子束扫描把电位图像读出，形成视频信号输出。 电荷耦合器件的突出特点是以电荷为信号，而与其他大多数器件以电流或者电压为信号不同，CCD的基本功能是电荷的储存（耦合）和电荷的转移。因此CCD工作问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 是信号电荷的产生、储存、传输、检测； 非相干光电信号分为随时间变化的光电信号表示为F(t)和随空间位置而改变的光电信号表示F(x,y,z)有的还同时随时间改变，表示F(x,y,z,t)。 幅值法：直读法(优点：方法简单；缺点：精度不高)指零法（优点：光源出射光的不稳定性对测量精度影响小；缺点：精度不高）差动法（优点:可以消除暗电流背景光的影响还可以消除光源光功率波动引起的误差；缺点：很难保证PD1和PD2的性能一致）补偿法（优点：对于光源光通量的变化及背景光因素的影响可抵消且受光电探测器参数的变化及放大器参数变化影响小，较直读法和差动系统测量精度最高；缺点：具有电动机调节器等惯性较大的原件补偿系统的瞬态响应要受到影响）开关法（优点：信号检测简单即便在光源及探测器精度不高的情况下也能实现精密的检测；缺点：运用的范围小） （什么是P141）频率法：频率法应用于被测信号呈周期性变化的情况，这时被测信息载荷于光通量的变化次数或频率的快慢之中，可用测量光通量的波数和频率的方法测出被测值； 相位测量法：如果载波的光通量被调制成随时间呈周期性变化，而被测信息加载于光通量的相位之中，那么检测到这个相位值即能确定被测值，这种方法称为光通量的相位测量法； 光学目标：所谓的光学目标就是不考虑被测对象的物理本质，只把它们看做与背景间有一定光学反差的几何形状或者图像景物； 空间定位：信号处理的目的确定目标相对基准坐标的角度或位置偏差，称为空间定位； 几何中心检测法的定义和依据：通过测量与目标的轮廓分布相对应的像空间轮廓分布来确定物体的中心位置的方法称为几何中心检测法主要的处理方法有：差分法、调制法、补偿法、跟踪法这些方法的主要依据是像 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 。 像分析器的基本工作原理：将被测物体的光学像相对于假面基准的几何坐标，变换为通过该基准某一取值样窗口的光通量，通过检测该光通量的变化来解调出物体的坐标位置。因此像分析器是一种能将几何形位信息调制到载波光通量上而形成光学调制的调制器，是几何量装换成光学量的G/O变换器，如图，为分析器的功能示意图，它将物空间的亮度分布量B（x,y,t）或像空间的照度分布量E（x,y,t）变换为光通的变化Φ（a1,a2,...,t）其中（a1,a2,...,an）是光通量的调制参量，与被测目标的位置坐标x,y相对应。 亮度中心法：通过测量与目标物空间的亮度分布相对应的像空间照度分布，来确定目标能量中心位置的方法称为亮度中心检测法； 亮度中心检测法主要的处理方式有两种：一种方式是光学分解，另一种是利用象限检测器，这些方法的依据都是象限分割。 相干检测系统：被测信息加载于光频载波的幅度、频率或相位之中的系统称为相干检测系统。 光外差检测（掌握概念、原理、原理图）：光外差检测是利用两束频率不相同的相干光，在满足波前匹配条件下，在光电检测器上进行光学混频。检测器的输出是频率为两光波频差的拍频信号，该信号包括含有调制信号的振幅、频率和相位特征，从理论上讲，外差检测能准确检测到这些参量所携带的信息，比直接检测有更大的信息容量和更低的检测极限，原理图如下，检测器同时接受频率为Vs信号光波和频率为VL的本振光波。这两束平行相干光在光电检测器表面形成相干光场，经光电检测器后能输出频率VL～VS的差频率信号。 光学外差信号表达式（带通滤波器的瞬时中频电流） 为 I IF  As AL c osL s t   L  s  光外差检测特性： 检测能力强 2.转换增益 G 高 3.良好的滤波性能 4.信噪比损失小 5.极限灵敏度高 6.良好的空间和偏振鉴别能力7.稳定性和可靠性高 1