光电检测技术及应用（第2版）.pptVIP

本课程学习目的：

（1）学习一种非接触式的测量方法。

（2）掌握一般光电检测系统的基本工作原理、

组成结构以及设计和应用。

本课程主要内容：

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。

主要内容有：光源、光学系统、光电

器件、光电检测技术和方法、典型的光电检测系

统及其应用

光电检测技术的主要应用范围

•辐射度量和光度量的检测

光电检测可以消除人眼测量带

来的误差；光电检测仪器经计量标定，

可以达到很高的精度。

常用的仪器有：光强度计、光

亮度计、辐射计、以及光测高温计和辐

射测温计

光电检测技术的主要应用范围

•光电元器件及光电成像系统特性的检测

检测表征光电器件的使用性能的

一些特性参量，如光谱特性、光电灵敏度、

亮度增益等。每个特性参数的检测系统都

是一个光电检测系统。

检测表征光电成像系统（直视

近红外成像仪、热像仪等）性能的若干特

性参量，比如系统的亮度增益、最小可分

辨温差等。

光电检测技术的主要应用范围

•光学材料、元件及系统特性的检测

比如材料、元件的光谱特性；

光学系统的调制传递函数；大倍率的减

光片等

光电检测技术的主要应用范围

•非光物理量的光电检测

核心是如何把非光物理量转换为光信

号，主要有两种方法（1）通过一定手段将非光

量转换为发光量，通过对发光量的光电检测，

实现对非光物理量的检测；（2）使光束通过被

检测对象，让其携带待测物理量的信息，通过

对带有待测信息的光信号进行光电检测，实现

对待测非光物理量的检测。

检测对象十分广泛：各种射线及电

子束强度的检测；各种几何量的检测；各种机

械量的检测，各种电量与磁量的检测；以及对

温度、湿度、材料浓度及成份等参量的检测。

应用领域

•精密测量

•红外探测

•其他各种非电量测量

•在宇宙航行、激光雷达、夜视、空中侦察、

武器制导、自动跟踪、光通讯、图象信息处

理和计算技术等方面也得到了广泛应用。

•在工业生产中的应用优越性更加显著。由于

光电检测精度高、速度快，是一种非接触测

量方法，所以适应于生产过程的自动检测和

控制。例如，机床位移量的精密控制，生产

过程中的产品尺寸和外观自动光电检测等。

门禁

光

电

指纹锁鼠

标

光电开关

光纤

光电管

光敏电阻

光栅

与本课程相关的课程

•工程光学

•模拟电路和数字电路

•大学物理

教学计划

1、相关知识（第1章）

光电检测系统的初步了解

（基本工作原理，基本结构组成）；光

的本质；辐射度与光度学的基本概念；

光在介质表面的反射和折射；光与物质

的相互作用—光的吸收、色散、散射、

干涉、衍射、偏振等。

教学计划(续)

2、常用光源（第2章）

发光二极管；激光器；其他光源

3、光学变换（第3章）

4、光电探测器件（第4、5、6、7章）

真空光电器件；光电导器件；光伏特

器件；成像器件(CCD、CMOS)

教学计划(续)

5、光电检测常用电路（第8章）

6、光电检测技术和方法

非相干和相干检测应用技术（第9章

和第10章）

7、按检测系统采用的光调制原理（光的强

度、相位、偏振、频率或波长）不同来分

析一些较典型的光电检测系统的组成原理、

工作特点及设计分析方法。（第11、12章）

本课程的学习要求

1、了解并掌握典型的光电器件的原理和特

点，会正确选用光电器件。

2、学会根据光电器件的特点选择和设计光

电检测电路和有关参数。

3、能根据被测对象的要求，设计光电检测

系统。