光电检测技术应用及其前景

光电检测技术与应用

论文

论文题目:

光电检测技术应用及其前景

院系应用物理与材料学院

专业应用物理

学号

学生姓名郭梓浩

指导教师孙鲁

完成日期 2014年6月10日

摘要在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节，目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应

用与日俱增。这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点，在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。

关键词传感器微电子半导体自动检测

Abstract In the high-speed development of science and technology of modern society, mankind has into rapidly changing information era, people in daily life, the production process, rely mainly on detection techniques of information by acquiring, screening and transmission, to achieve the brake control, automatic adjustment, at present our country has put detection techniques listed in one of the priority to the development of science and technology.Because of microelectronics technology, photoelectric semiconductor technology, the development of optical fiber and grating technology, makes the application of the photoelectric sensor is growing.This kind of sensor has the advantages of simple structure, non-contact, high reliability, high precision, measurable parameters, quick reaction and simple structure, the advantages of flexible and varied in form, has been widely applied in the automatic detection technology, it is a kind of based on the theoretical basis of the photoelectric effect, composed of photoelectric material device.

Key words The sensor microelectronics

semiconductor Automatic detection

目录

第1章绪论............................. 错误!未定义书签。

引言.................................. 错误!未定义书签。

光电检测技术......................... 错误!未定义书签。

发展趋势............................. 错误!未定义书签。第2章光电检测技术传感器............... 错误!未定义书签。

理论基础——光电效应................. 错误!未定义书签。

光电元件及特性........................ 错误!未定义书签。

、光电传感器.......................... 错误!未定义书签。

光电传感器的基本结构............... 错误!未定义书签。

光敏三极管......................... 错误!未定义书签。

硅光敏二极管....................... 错误!未定义书签。第3章应用前景......................... 错误!未定义书签。第4章结论............................. 错误!未定义书签。参考文献................................. 错误!未定义书签。

图标目录

图1:光电检测系统工作原理

图......................................................... (1)

图2光电光结构示意图 (4)

图3光电管测量电路 (4)

图4光电管的光电特性 (4)

图5光电倍增结构示意图 (4)

图6光敏电阻的伏安特性......................................................... . (5)

图7光电传感器的基本结构......................................................... (6)

图8 光敏电阻测量电路......................................................... . (7)

图9 光敏晶体管测量电路......................................................... (7)

图10 光电池测量电路......................................................... (7)

图11 使用放大器的光敏元件放大电路 (8)

第1章绪论

引言

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，[1]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[2]。

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。其工作原理如图1所示：

图1: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 μm/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[3]。

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[4]。 第2章 光电检测技术传感器

理论基础——光电效应

光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应。

光照在照在光电材料上，材料表面的电子吸收的能量，若电子吸收的能量足够大是，电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间，从而改变光电子材料的导电性，这种现象称为外光电效应[5]。 根据爱因斯坦的光电子效应，光子是运动着的粒子流，每种光子的能量为hv(v 为光波频率，h 为普朗克常数，h ＝*10-34J ·s)，由此可见不同频率的光子具有不同的能量，光波频率越高，光子能量越大。假设光子的全部能量交给光子，A

-h m 212

νν=

电子能量将会增加，增加的能量一部分用于克服正离子的束缚，另一部分转换成电子能量。根据能量守恒定律：

式中，m 为电子质量,v 为电子逸出的初速度,A 微电子所做的功。

由上式可知，要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A 。由于不同材料具有不同的逸出功，因此对每一种阴极材料，入射光都有一个确定的频率限，当入射光的频率低于此频率限时，不论光强多大，都不会产生光电子发射，此频率限称为“红限”。相应的波长为

式中c 为光速，A 为逸出功。

光电元件及特性

根据外光电元件制造的光电元件有光电子，充气光电管和光电倍曾管。

1.光电管 光电管的种类繁多，典型的产品有真空光电管和充气光电管，光它的外形和结构如图2所示，半圆筒形金属片制成的阴极K 和位于阴极轴心的金属丝制成的阳极A 封装在抽成真空的玻壳内，当入射光照射在阴极上时，单个光子就把它的全部能量传递给阴极材料中的一个自由电子，从而使自由电子的能量增加h 。当电子获得的能量大于阴极材料的逸出功A 时，它就可以克服金属表面束缚而逸出，形成电子发射。这种电子称为光电子，光电子逸出金属表面后的初始动能为 (1/2)mv 2。

光电管正常工作时，阳极电位高于阴极，如图2所示。在人射光频率大于“红限”的前提下，从阴极表面逸出的光电子被具有正电位的阳极所吸引，在光电管内形成空间电子流，称为光电流。此时若光强增大，轰击阴极的光子数增多，单位时间内发射的光电子数也就增多，光电流变大[6]。在图3所示的电路中，电流和电阻只上的电压降就和光强成函数关系，从而实现光电转换。当光线照射到光电阴极K 上时，电子从阴极表面逸出，并被光电阳极的正电厂吸收，外电路产生电流I ，在负载电阻 L

R 上的电压0U 光电管的光电特性如图4 所示，从图中可知，在光通量不太大时，光电特性基本是一条直线。

A hc

K =

λ

2.光电倍曾管由于真空光电管的灵敏度低，因此人们研制了具有放大光电

流能力的光电倍增管。图5是光电倍增管结构示意图。

从图中可以看到光电倍增管也有一个阴极K和一个阳极A，与光电管不同的

是在它的阴极和阳极间设置了若干个二次发射电极，D1、D2、D3…它们称为第一

倍增电极、第二倍增电极、…，倍增电极通常为10～15级。光电倍增管工作时，相邻电极之间保持一定电位差，其中阴极电位最低，各倍增电极电位逐级升高，

阳极电位最高。当入射光照射阴极K时，从阴极逸出的光电子被第一倍增电极

D1加速，以高速轰击D1 ，引起二次电子发射，一个入射的光电子可以产生多个

二次电子， D1发射出的二次电子又被D1、D2问的电场加速，射向D2并再次产

生二次电子发射……，这样逐级产生的二次电子发射，使电子数量迅速增加，这

些电子最后到达阳极，形成较大的阳极电流。若倍增电极有n级，各级的倍增率

为σ，则光电倍增管的倍增率可以认为是σN ，因此，光电倍增管有极高的灵

敏度。在输出电流小于1mA的情况下，它的光电特性在很宽的范围内具有良好的

线性关系。光电倍增管的这个特点，使它多用于微光测量[7]。

3、光敏电阻光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料

的两端装上电极引线，将其封在带有透明窗的管壳里就构成了光敏电阻。光敏电

阻的特性和参数如下：

图2光电光结构示意图图3光电管测量电路图4光电管的光电特性

图5光电倍增结构示意图

1）暗电阻光敏电阻置于室温、全暗条件下的稳定电阻值称为暗电阻，此时流过电阻的电流称为暗电流。

2)亮电阻光敏电阻置于室温和一定光照条件下测得稳定电阻值称为亮电阻，此时流过电阻的电流称为亮电流。

4、伏安特性光敏电阻两端所加的电压和流过光敏电阻的电流间的关系称为伏安特性，如图6所示。从图中可知，伏安特性近似直线，但使用时应限制光敏电阻两端的电压，以免超过虚线所示的功耗区。

图6光敏电阻的伏安特性

5、光电特性光敏电阻两极间电压固定不变时，光照度与亮电流间的关系称为光电特性。光敏电阻的光电特性呈非线性，这是光敏电阻的主要缺点之一。、光电传感器

2.3.1光电传感器的基本结构

光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的，它的基本结构如图7，它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号.光电传感器一般由光源,光学通路和光电元件三部分组成.光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常

广泛.

图7光电传感器的基本结构

光电传感器是一种依靠被测物与光电元件和光源之间的关系，来达到测量目的的，因此光电传感器的光源扮演着很重要的角色，光电传感器的电源要是一个恒光源，电源稳定性的设计至关重要，电源的稳定性直接影响到测量的准确性，常用光源有以下几种：

1、发光二极管是一种把电能转变成光能的半导体器件。它具有体积小、功耗低、寿命长、响应快、机械强度高等优点，并能和集成电路相匹配。因此，广泛地用于计算机、仪器仪表和自动控制设备中。

2、丝灯泡这是一种最常用的光源，它具有丰富的红外线。如果选用的光电元件对红外光敏感，构成传感器时可加滤色片将钨丝灯泡的可见光滤除，而仅用它的红外线做光源，这样，可有效防止其他光线的干扰。

2.3.2光敏三极管

光敏三极管在低照度入射光下工作时，或者希望得到较大的输出功率时，也可以配以放大电路，如图8所示。

由于光敏电池即使在强光照射下，最大输出电压也仅，还不能使下一级晶体管有较大的电流输出，故必须加正向偏压，如图9（a）所示。为了减小晶体管基极电路阻抗变化，尽量降低光电池在无光照时承受的反向偏压，可在光电池两端并联一个电阻。或者象图9（b）所示的那样利用锗二极管产生的正向压降和光电池受到光照时产生的电压叠加，使硅管e、b极间电压大于，而导通工作。这种情况下也可以使用硅光电池组，如图10（c）所示。

2.3.3硅光敏二极管

半导体光电元件的光电转换电路也可以使用集成运算放大器。硅光敏二极管通过集成运放可得到较大输出幅度，如图11（a）所示。当光照产生的光电流为时，输出电压为了保证光敏二极管处于反向偏置，在它的正极要加一个负电压。图11（b）给出硅光电池的光电转换电路，由于光电池的短路电流和光照成线性关系，因此将它接在运放的正、反相输入端之间，利用这两端电位差接近于零的

特点，可以得到较好的效果。在图中所示条件下，输出电压 U

0=2I

Θ

R

F

。

由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲

(开关)式光电传感器.模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻档)三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上，如测液体[8]、气体透明度和混浊度的光电比色计等;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上，如光电比色温度计和光照度计等;所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射刭光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关，如振动测量、工件尺寸测量；而在脉冲式光电传感器中在这种传感器中，光电元件接受的光信号是断续变化的，因此光电元件处于开关工作状态，它输出的光电流通常是只有两种稳定状态的脉冲形式的信号，多用于光电计数和光电式转速测量等场合。

第3章应用前景

光电检测技术的产生使人类能更有效地扩展自身的视觉能力，使视觉的长波延伸到亚毫米波、短波延伸到紫外线、x射线，并可以在超快速度条件下检测诸如核反应、航空器发射等变化过程。光电检测技术以其所具有高精度、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，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许多科学领域[9]。

在工业领域方面主要表现在在线检测如零件尺寸、产品缺陷、装配定位；汽

车传感器中如汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核心技术内容，以及温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传感器等。

家庭应用方面主要表现在我们日常生活的用品中，如数码相机、数码摄像机的自动对焦——红外测距传感器；自动感应灯的亮度检测——光敏电阻；空调、冰箱、电饭煲的温度检测——热敏电阻、热电偶；电话、麦克风的话音转换——驻极电容传感器等。

医疗卫生应用方面主要表现在：数字体温计中接触式——热敏电阻，非接触式有红外传感器；电子血压计的血压检测的压力传感器；血糖测试仪、胆固醇检测仪的离子传感器等[10]。

在国防和军事应用方面方面表现在夜视瞄准机系统的非冷却红外传感器技术、地基拦截器、早期预警系统、前沿部署（如雷达）、管理与控制系统、卫星红外线监测系统的方面。

光电检测技术在航天领域的应用主要用于检测参数——加速度、温度、压力、振动、流量、应变、声学等传感器方面。

从上面所述的应用现状可以看出，随着光电检测技术的发展及现代化进程的不断推进，光电检测技术的应用领域将越来越广，将广泛应用于工业、农业、家庭、医学、军事和空间科学技术等许多科学领域，其应用前景是相当乐观。

第4章结论

随着科学技术的发展人们对测量精度有了更高的要求，这就促使光电传感器不得不随着时代步伐而更新，改善光电传感器性能的主要手段就是应用新材料、新技术制造性能更优越的光电元件。例如今天光电传感器的雏形，是一种小的金属圆柱形设备,发射器带一个校准镜头,将光聚焦射向接收器,接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上在金属圆筒内有一个小的白炽灯作为光源的一

种坚固的白炽灯传感器。由于这种传感器存在各种缺陷，逐渐在测量领域销声匿迹。到了光纤出现，因为它的各种优越的性能，于是出现了光纤与传感器配套使用的无源元件,另外光纤不受任何电磁信号的干扰,并且能使传感器的电子元件与其他电的干扰相隔离。

时代在发展，科学技术在更新，光电传感器种类也日益增多，应用领域也越来越广泛，例如近来一种红外光电传感器已在智能车方面得了到应用，其中一种基于红外传感器的智能车的核心就是反射式红外传感器，它运用反射式红外传感器设计路径检测模块和速度监测模块；另外一种基于红外传感器的自寻迹小车则利用红外传感器来采集数据．

光电传感器具有其他传感器所不能取代优越性，因此它发展前景非常好，应用也会越来越广泛．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，光电检测技术将朝着检测结果高精度、系统智能化、检测结果数字化、检测功能多元化、检测器件微型化、检测系统自动化的放向发展，它将广泛应用于工业、农业、家庭、医学、军事和空间科学技术等许多科学领域，其应用前景是相当乐观[11]。

参考文献

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[6] 贾伯年，俞朴. 传感器技术．东南大学出版社，1999年

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[11] 吕旗.基于虚拟仪器的光电检测实验台的研究[D].长春理工大学,2005.

激光检测技术研究现状与发展趋势

激光检测技术研究现状与发展趋势 提要：激光检测学科发展现状在光电检测领域，利用光的干涉、衍射和散射进行检测已经有很长的历史。由泰曼干涉仪到莫尔条纹，然后到散斑，再到全息干涉，出现了一个个干涉场，物理量（如位移、温度、压力、速度、折射率等）的测量不再需要单独测量，而是整个物理量场一起进行测量。自从激光出现以后，电子学领域的许多探测方法（如外差、相关、取样平均、光子计数等）被引入，使测量灵敏度和测量精度得到大大提高。用激光检测关键技术(激光干涉测量技术、激光共焦测量技术、激光三角测量技术)实现的激光干涉仪、激光位移传感器等，可以完成纳米级非接触测量。可以说，超精密加工技术将随着高精密激光检测技术的发展而发展；在此基础上，提出了激光测量需解决的关键技术及今后的发展方向。 1.测量原理 1.1激光测距原理 先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。

1.2激光测位移原理 激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面，经物体反射的激光通过接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收，根据不同的距离，CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。 2.激光测量系统的应用 激光功率和能量是描述激光特性的两个基本参数，激光功率计和能量计是最常用的两类激光测量仪器。随着激光技术的不断发展，对激光测试技术和测量仪器提出了更高要求。由于调Q和锁模激光的出现和应用，要求测量的激光功率已从毫瓦、瓦、千瓦、兆瓦直到千兆瓦以上。激光能量也从毫焦尔逐渐跨过千焦尔。脉冲激光的持续时间也由毫秒、微秒、毫微秒、而缩短至微微秒量级。光谱范围也从紫外、可见、红外扩展到近毫米波段。激光精密测量和某些生物医学方面的研究和应用(如眼科治疗、细胞手术器等)的发展，对激光测量的精度也提出了非常高的要求。 2.1激光非球面检测技术 长期以来，非球面检测技术一直制约着非球面制造精度的提高，尤其对于高精度非球面的检测。规的非球面检测方法如刀口阴影法、激光数字干涉法及接触式光栅测量法等，对于检测工件表面来说都有一定的局限性。原子力显微镜是利用纳米级的探针固定在可灵敏操控的微米级尺度的弹性悬臂上，当针尖很靠近样品时，其顶端的原子与

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光电导效应：半导体受光照后，内部产生光生载流子，使半导体中载流子数显著增加而电阻减少的现象。 光生伏特效应：光照在半导体PN结或金属—半导体接触面上时，会在PN结或金属—半导体接触的两侧产生光生电动势。 5、光电池是根据什么效应制成的将光能转换成电能的器件，按用途可分为哪几种? (光生伏特效应太阳能光电池和测量光电池) 6、激光的定义，产生激光的必要条件有什么? ( 定义：激光是受激辐射的光放大粒子数反转光泵谐振腔) 7、热释电器件必须在什么样的信号的作用下才会有电信号输出? (交变辐射) 8、 CCD是一种电荷耦合器件，CCD的突出特点是以什么作为信号，CCD的基本功能是什么? (电荷 CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。) 9根据检查原理，光电检测的方法有哪四种。 (直接作用法差动测量法补偿测量法脉冲测量法) 10、光热效应应包括哪三种。 (热释电效应辐射热计效应温差电效应) 11、一般PSD分为两类，一维PSD和二维PSD，他们各自用途是什么?

2020-2025年中国光电芯片行业市场深度分析及行业发展趋势报告

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2020-2025年中国光电芯片行业市场深度分析及行业发展趋势 报告 【出版日期】2020年 【交付方式】Email电子版 【价格】电子版：8000元 中国是全球最重要的光通信大国，在光纤光缆领域拥有举足轻重的地位。然而在光器件领域，特别是光通信芯片领域，中国还有很大的进步空间，特别是高端光电芯片。 本研究报告数据主要采用国家统计数据，海关总署，问卷调查数据，商务部采集数据等数据库。其中宏观经济数据主要来自国家统计局，部分行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据，企业数据主要来自于国统计局规模企业统计数据库及证券交易所等，价格数据主要来自于各类市场监测数据库。 报告目录： 第一章2015-2019年光电芯片行业分析 第一节2015-2019年世界光电芯片发展总体状况 一、国际光电芯片行业结构面临发展变局 二、2015-2019年全球光电芯片市场持续扩张 三、2015-2019年国际光电芯片市场发展态势 四、经济全球化下国外光电芯片开发的策略 第二节2015-2019年中国光电芯片行业的发展

一、我国光电芯片行业发展取得的进步 二、2015-2019年中国光电芯片行业发展态势 三、中国光电芯片行业逐步向优势区域集聚 四、我国光电芯片行业的政策导向分析 第三节光电芯片行业的投资机遇 一、我国光电芯片行业面临的政策机遇 二、产业结构调整为发展光电芯片发展提供良机 三、我国光电芯片行业投资潜力 第四节光电芯片行业发展存在的问题 一、中国光电芯片行业化发展的主要瓶颈 二、我国光电芯片行业发展中存在的不足 三、制约中国光电芯片行业发展的因素 四、我国光电芯片行业发展面临的挑战 第五节促进我国光电芯片行业发展的对策 一、加快我国光电芯片行业发展的对策 二、促进光电芯片行业健康发展的思路 三、发展壮大中国光电芯片行业的策略简析 四、区域光电芯片行业发展壮大的政策建议 第二章2015-2019年中国光电芯片产业运行环境分析第一节2015-2019年中国宏观经济环境分析 一、中国GDP分析 二、消费价格指数分析

光电检测技术

光电检测技术总结 经过一学期的光电检测技术课程的学习，我们大致上了解了光电检测技术有许多方面的知识，按照传感器、转换电路、检测装置划分排列。接下来我们来仔细探讨一下究竟有什么值得我们学习的。 首先是光电技术的定义。何为光电技术？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。其中检测和测量有一些不同的地方：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。而光电检测技术的应用存在在生活中的每一个部分。比如人的视觉功能，人眼是一个直径为23mm的近似球体，眼球前方横径为11mm的透明角膜具有屈光作用，角膜后的虹膜中央有称为瞳孔的圆孔，它可以扩大或缩小以调节进入眼球的光亮。虹膜后的水晶体相当于光学系统中的透镜，其直径为9mm。在眼球的后方有视网膜，这是光学细胞和杆状细胞，它们和视网膜上的其他细胞组成的微小感光单元。这些感光单元接收光刺激后转化为神经冲动，经视神经传导到大脑的高级视觉中枢，从而产生亮度和彩色的感觉，同时也形成有关物体状和大小的判断。因此，人眼是一个高灵敏度、高分辨率和极为复杂而精巧的光传感器。正好光学仪器是人眼的视觉扩展，通过利用光辐射的各种现象和特性，摄取信息实现控制的有力工具，它是人类视觉参与下才能工作的。光学仪器一共在人类视觉上做出了以下的扩展：1、时间上扩展，可以通过摄像机记录过去的样子；2、空间上的扩展，通过地球卫星观看世界个地的样貌；3、识别能力的扩展，通过放大镜和显微镜我们能够观测到人眼看不见的细微东西。 光电检测系统由哪些东西组成？典型的光电仪器包括了精密机械、光学系统、光电信号传感器、电信号处理器和运算控制计算机以及输出显示设备等环节。各种环节分别实现各自的职能，组成光、机、电的综合系统。一个典型的光电检测系统的组成由辐射源开始，依次为传输媒质、检测目标、光学系统、光点检测器件、信息处理、输出设备。其中辐射源通过传输媒质由对象空间进入到光电系统。

光电探测技术实验报告

光电探测技术实验报告 班级：08050341X 学号：28 姓名：宫鑫

实验一光敏电阻特性实验 实验原理: 光敏电阻又称为光导管,是一种均质的半导体光电器件,其结构如图(1)所示。由于半导体在光照的作用下,电导率的变化只限于表面薄层,因此将掺杂的半导体薄膜沉积在绝缘体表面就制成了光敏电阻，不同材料制成的光敏电阻具有不同的光谱特性。光敏电阻采用梳状结构是由于在间距很近的电阻之间有可能采用大的灵敏面积,提高灵敏度。 实验所需部件: 稳压电源、光敏电阻、负载电阻（选配单元）、电压表、 各种光源、遮光罩、激光器、光照度计（由用户选配） 实验步骤: 1、测试光敏电阻的暗电阻、亮电阻、光电阻 观察光敏电阻的结构,用遮光罩将光敏电阻完全掩 盖,用万用表测得的电阻值为暗电阻 R暗,移开遮光罩，在环境光照下测得的光敏电阻的 阻值为亮电阻，暗电阻与亮电阻之差为光电阻，光 电阻越大，则灵敏度越高。 在光电器件模板的试件插座上接入另一光敏电阻， 试作性能比较分析。 2、光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流 按照图(3)接线，电源可从+2~+8V间选用，分别在暗光和正常环境光照下测出输出电压V暗和V亮则暗电流L暗=V暗/R L,亮电流L亮=V亮/R L，亮电流与暗电流之差称为光电流，光电流越大则灵敏度越高。 分别测出两种光敏电阻的亮电流，并做性能比较。 图（2）几种光敏电阻的光谱特性 3、伏安特性: 光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系。 按照图(3)分别测得偏压为2V、4V、6V、8V、10V、12V时的光电流，并尝试高照射光源的光强，测得给定偏压时光强度的提高与光电流增大的情况。将所测得的结果填入表格并作出V/I曲线。 注意事项: 实验时请注意不要超过光电阻的最大耗散功率P MAX, P MAX=LV。光源照射时灯胆及灯杯温度均很高，请勿用手触摸，以免烫伤。实验时各种不同波长的光源的获取也可以采用在仪器上的光源灯泡前加装各色滤色片的办法，同时也须考虑到环境光照的影响。

光电产业发展报告及热点公司2014

光电科技是一门结合光学、电子与电机之先端技术。近十余年来，光电相关技术突飞猛进，产品种类也不断推陈出新，其应用更是无远弗届，层面扩及通讯、信息、生化、医疗、工业、能源、民生等领域。 根据美国光电产业发展协会（OIDA）的定义，光电（Optoelectronics）是指光子学和电子学的交集领域，这个交集产生的技术就是光电技术。 光电产业，是以光电技术为核心所构成的各类零件、组件、设备以及应用市场的总和。换言之，光电产业是制造光电元件，或采用光电元件为关键性零部件的设备、器具及系统的所有商业行为。 光电产业分为七大领域： （1）光电材料与组件(以LED为代表) （2）光电显示器（以液晶显示器为代表） （3）光学组件与器材 （4）光输入 （5）光储存 （6）光纤通讯 （7）激光及其它光电应用 光电产业链分析与发展现状 一. 产业概述： 光电显示产业居于信息产业一个十分重要的位置，是IT 终端产品“人机互动”的界面，其具有如下几个特点： 一是技术含量高，覆盖微电子、光电子、电子材料、专用设备仪器等高技术领域；二是广泛应用于信息、医疗、航空航天等各种电子终端产品；三是在IT 终端产品的成本比重高，价值量大。四是具有高成长性好。未来5年，年均增速在20%以上。五是产业拉动系数可达4～5，经济带动效果显著。 光电显示技术的发展已经有100多年的历史，产品种类繁多，应用比较广泛的显示技术达到十多种。目前市场份额最大、最具发展前景的是平板显示。平板显示可以划分为液晶显示(LCD)、等离子显示（PDP）、有机电致发光显示（OLED）和发光二极管显示（LED）。LCD是目前的主导技术，主要应用领域是笔记本电脑、手机和电视等，OLED目前已被业内外公认为是继CRT，LCD和PDP后第三代显示技术的代表，具有优异的显示品质，轻薄的外观，绿色节能和全尺寸的优点。 二. 产业链分析： LCD和OLED产业链可以划分为相对独立的上游、中游、下游三个部分。 上游是LCD和OLED面板、模块加工装配所需要的各种原材料、零组件，主要包括：玻璃基板、彩膜、偏振片、背光源、驱动IC、液晶、发光材料、特气、特药和靶材等专业原材料、PCB(印刷电路板)、关键生产设备等。主要特征是：（1）涉及的行业众多。包括光学、材料、化学、电子、化工、机械、金属等，几乎涵盖了现代工业的所有领域。（2）厂家的专业性强，专业分工比较细。通常一家企业只能生产一种材料或零组件。 中游是LCD和OLED面板制造及显示模块组装。与上游产业不同，中游产业要求生产企业具备对上游原材料、零组件和设备的整合能力，同时要求掌握极高的生产技术和加工工艺以确保合理的产品成本；另外由于不断增大的面板尺寸和降低成本等原因，要求中游企业

电子科技大学光电检测技术期末考试

电子科技大学光电检测技术期末考试 光电检测技术课程考试题B 卷（120 分钟）考试形式： 开卷考试日期2009 年6 月12 日 课程成绩构成：平时20 分，期中分，实验分，期末80 分 一二三四五六七八九十合 计 一、填空题（每空一分，共15分） 1、入射光在两介质分界面的反射率与（）有关。 2、已知本征硅的禁带宽度E g＝1.2eV，则该半导体材料的本 征吸收长波限为（）。 3、某一干涉仪的最高频率为20MHz，选用探测器的时间常数应小于（）。 4、温度越高，热辐射的波长就（）。 5、光电检测是以光信息的变换为基础，它有（）和（ ）两种基本工作原理。 6、光电探测器的物理效应通常分为（）、（）、

（）。 7、光电检测系统主要由（）、（）、 （）和（）。 8、光电三极管的增益比光电二极管（），但其线性范围比光电二极管（）。 二、判断题（每题一分，共１０分） 1、PIN管的频率特性比普通光电二极管好。 （） 2、提高载流子平均寿命能同时提高光电导器件的增益及其截止频率。（） 3、有基极引线光电三极管可作为光电二极管和无基极引线 光电三极管使用。（） 4、对光源进行调制即可消除光源波动及背景光干扰的影响。 （） 5、光电二极管阵列中各单元面积减小，则其信号电流和暗 电流同比例减小。（） 6、阵列器件输出的信号是数字信号。 （） 7、光敏电阻受温度影响大，通常工作在低温环境下工作。 （） 8、在微弱辐射作用下，光电导材料的光电灵敏度越高。 （）

9、光电探测器件输出的信号只有比噪声大时，测量才能进 行。（） 10、光电池的频率特性很好。 （） 三、简答题（每小题6分，共30分） 1、总结原子自发辐射、受激吸收、受激辐射三个过程的基本 特征。 2、半导体激光器和发光二极管在结构上、发光机理和工作特性上有什么不同？ 3、说明为什么本征光电导器件在微弱的辐射作用下，时间显影越长，灵敏度越高。 4、硅光电池的内阻与哪些因素有关?在什么条件下硅光电池 的输出功率最大? 5、光电三极管和普通三极管有什么不同？为什么说光电三极管比 光电二极管的输出电流可以大很多倍？ 四、论述题（45分） 1、试从工作原理和系统性能两个方面比较直接探测和外 差探测技术的应用特点。(10分) 2、写出硅光电二极管的全电流方程，说明各项物理意义。 （10分） 3、试问图1-1 (a) 和图1-1(b)分别属哪一种类型偏置电路？

光电探测技术发展概况

光电探测技术发展概况 学号：20121226465姓名：熊玉宝 摘要:本文扼要论述光电探测技术重要性，并简要地介绍了光电探测技术的几种主要方法及发展趋势。 关键词:光电；探测；技术 光电探测技术是根据被探测对象辐射或反射的光波的特征来探测和识别对象的一种技术，这种技术本身就赋予光电技术在军事应用中的四大优点，即看得更清、打得更准、反应更快和生存能力更强。 光电探测技术是现代战争中广泛使用的核心技术，它包括光电侦察、夜视、导航、制导、寻的、搜索、跟踪和识别多种功能。光电探测包括从紫外光（0.2～0.4μm）、可见光（0.4～0.7μm）、红外光（1～3μm，3～5μm，8～12μm）等多种波段的光信号的探测。 新一代光电探测技术及其智能化，将使相关武器获得更长的作用距离，更强的单目标/多目标探测和识别能力，从而实现更准确的打击和快速反应，在极小伤亡的情况下取得战争的主动权。同时使武器装备具有很强的自主决策能力，增强了对抗，反对抗和自身的生存能力。实际上，先进的光电探测技术已成为一个国家的军事实力的重要标志。 现代高技术战争的显著特点首先是信息战，而信息战中首要的任务是如何获取信息。谁获取更多信息，谁最早获取信息，谁就掌握信息战的主动权。光电探测正是获取信息的重要手段。微波雷达和光电子成像设备常常一起使用，互相取长补短，相辅相成，可以获取更多信息，可以更早获取信息。前者作用距离远，能全天候工作；后者分辨率高，识别能力和抗干扰能力强。无论侦察卫星、预警卫星、预警飞机还是无人侦察机往往同时装备合成孔径雷达和CCD相机、红外热像仪或多光谱相机。为改进对弹道导弹的预警能力，美国正在研制的天基红外系统（SBIRS）拟用双传感器方案，即一台宽视场扫描短波红外捕获传感器和一台窄视场凝视多色（中波/长波红外、长波红外/可见光）跟踪传感器，能捕获和跟踪弹道导弹从发射到再入大气的全过程。美国已经装备并正在不断改进的CR-135S眼镜蛇球预警机，采用可见光和中波红外像机，能精确测定420km外的导弹发射，确定发动机熄火点，计算出它的弹道和碰撞点。最近在上面加了一台远程激光测距机，其作用距离可达400km。美国海军也在为战区弹道导弹防御

光电检测技术期末试卷试题大全

1、光电器件的基本参数特性有哪些? （响应特性噪声特性量子效率线性度工作温度） 响应特性分为电压响应度电流响应度光谱响应度积分响应度响应时间频率响应 噪声分类：热噪声散粒噪声产生-复合噪声1/f噪声信噪比S/N 噪声等效功率NEP 2、光电信息技术是以什么为基础，以什么为主体，研究和发展光电信息的 形成、传输、接收、变换、处理和应用。 （光电子学光电子器件） 3、光电检测系统通常由哪三部分组成 （光学变换光电变换电路处理） 4、光电效应包括哪些 外光电效应和内光电效应） 外光电效应：物体受光照后向外发射电子——多发生于金属和金属氧化物。 内光电效应：物体受到光照后所产生的光电子只在物质内部而不会逸出物体外部——多发生在半导体。 内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。 光电导效应：半导体受光照后，内部产生光生载流子，使半导体中载流子数显著增加而电阻减少的现象。 光生伏特效应：光照在半导体PN结或金属—半导体接触面上时，会在PN结或金属—半导体接触的两侧产生光生电动势。 5、光电池是根据什么效应制成的将光能转换成电能的器件，按用途可分为 哪几种？ （光生伏特效应太阳能光电池和测量光电池） 6、激光的定义，产生激光的必要条件有什么？ （定义：激光是受激辐射的光放大粒子数反转光泵谐振腔） 7、热释电器件必须在什么样的信号的作用下才会有电信号输出？ （交变辐射） 8、CCD是一种电荷耦合器件，CCD的突出特点是以什么作为信号，CCD的 基本功能是什么？ （电荷CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。） 9根据检查原理，光电检测的方法有哪四种。 （直接作用法差动测量法补偿测量法脉冲测量法） 10、光热效应应包括哪三种。 （热释电效应辐射热计效应温差电效应） 11、一般PSD分为两类，一维PSD和二维PSD，他们各自用途是什么？ （一维PSD主要用来测量光点在一维方向的位置；二维PSD用来测定光点在平面上的坐标。） 12、真空光电器件是基于什么效应的光电探测器，它的结构特点是有一个真空管，其他元件都在真空管中，真空光电器件包括哪两类。 （外光电效应光电管光电倍增管） 二、名词解释 1、响应度 （响应度（或称灵敏度）：是光电检测器输出信号与输入光功率之间关系的度量。）2、信噪比 （是负载电阻上信号功率与噪声功率之比）

光电显示产业链分析与产业发展前景探析研究报告

光电显示产业链分析与产业发展前景探 析研究报告

一、简述 随着全球步入“后危机”时代，寻找并培育新的经济增长点，发展战略性新兴产业，成为世界各国抢占新一轮战略制高点的最重要手段。发展以光电显示和固体照明为代表的战略性新兴产业，是我们立足当前，面向未来的一项重大战略抉择。 光电显示和固体照明产业是新一代信息技术的重要组成部分，是光电子产业核心关键，随着技术、产品、市场的不断发展和完善，已经形成千亿美元级产业，在未来将发展成为与汽车产业相当量级的产业。国内外政府、企业、研发机构和资本通过官、产、学、研、资高效联动方式积极推进产业化生产、技术创新、产品应用、产业布局等方面的快速发展。根据当前国内外产业、技术、产品和市场趋势，高新区结合《新一轮战略发展规划》适时提出进行有关光电显示和固体照明产业链课题分析，通过文献收集、咨询专家和考察调研等多种方式，首先分析光电显示和固体照明产业发展现状；分析国内外光电显示和固体照明产业发展趋势；重点提出高新区发展光电显示和固体照明产业发展战略和目标；最后提出高新区发展光电显示和固体照明产业的推进措施。

二、光电显示产业链分析与产业发展现状 （一）产业概述 光电显示产业居于信息产业一个十分重要的位置，是IT 终端产品“人机互动”的界面，具有如下特点：一是技术含量高，覆盖微电子、光电子、电子材料、专用设备仪器等高技术领域；二是广泛应用于信息、医疗、航空航天等各种电子终端产品；三是在IT 终端产品的成本比重高，价值量大。其中TFT-LCD (薄膜晶体管液晶显示器)模块占平板电视成本的80%、计算机的20%、手机的5%～10%；四是具有高成长性好。未来5～10年，年均增速在20%以上；五是产业拉动系数可达4～5，经济带动效果显著。因此，发展光电显示产业对提升我省和高新区新一代信息产业的技术和市场竞争力，推动产业向更高附加值的上游延伸，促进产业结构调整和升级具有重要战略意义。 光电显示技术的发展已经有100多年的历史，产品种类繁多，应用比较广泛的显示技术达到十多种。目前市场份额最大、最具发展前景的是平板显示。平板显示可以划分为液晶显示(LCD)、等离子显示（PDP）、有机电致发光显示（OLED）和发光二极管显示（LED）等多种类型。 LCD是目前的主导技术，主要应用领域是笔记本电脑、手机和电视等，2005年市场达到500亿美元，2009年仅显示模组销售额超过1000亿美元。 OLED目前已被业内外公认为是继CRT，LCD和PDP后第三代显示技术的

光电检测技术课程作业及答案(打印版)

思考题及其答案 习题01 一、填空题 1、通常把对应于真空中波长在（0.38m μ）范围内的电磁辐 μ）到（0.78m 射称为光辐射。 2、在光学中，用来定量地描述辐射能强度的量有两类，一类是（辐射度学量），另一类是(光度学量)。 3、光具有波粒二象性，既是（电磁波），又是（光子流）。光的传播过程中主要表现为（波动性），但当光与物质之间发生能量交换时就突出地显示出光的（粒子性）。 二、概念题 1、视见函数：国际照明委员会（CIE）根据对许多人的大量观察结果，用平均值的方法，确定了人眼对各种波长的光的平均相对灵敏度，称为“标准光度观察者”的光谱光视效率V(λ),或称视见函数。 2、辐射通量：辐射通量又称辐射功率，是辐射能的时间变化率，单位为瓦(1W=1J/s)，是单位时间内发射、传播或接收的辐射能。 3、辐射亮度：由辐射表面定向发射的的辐射强度，除于该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。单位为(瓦每球面度平方米) 。 4、辐射强度：辐射强度定义为从一个点光源发出的，在单位时间内、给定方向上单位立体角内所辐射出的能量，单位为W／sr(瓦每球面度)。 三、简答题 辐射照度和辐射出射度的区别是什么？ 答：辐射照度和辐射出射度的单位相同，其区别仅在于前者是描述辐射接

收面所接收的辐射特性，而后者则为描述扩展辐射源向外发射的辐射特性。 四、计算及证明题 证明点光源照度的距离平方反比定律，两个相距10倍的相同探测器上的照度相差多少倍？答： 2 22 4444R I R I dA d E R dA d E R I I ===∴=ππφπφφπφ＝的球面上的辐射照度为半径为又＝的总辐射通量为在理想情况下，点光源设点光源的辐射强度为ΘΘ ()1 2222222221 122 12 11001001010E E L I E L I L I L I E R I E L L L L =∴====∴= =ΘΘ又的距离为第二个探测器到点光源， 源的距离为设第一个探测器到点光 习题02 一、填空题 1、物体按导电能力分（绝缘体）（半导体）（导体）。 2、价电子的运动状态发生变化,使它跃迁到新的能级上的条件是（具有能向电子提供能量的外力作用）、（电子跃入的那个能级必须是空的）。 3、热平衡时半导体中自由载流子浓度与两个参数有关：一是在能带中（能态的分布），二是这些能态中（每一个能态可能被电子占据的概率）。 4、半导体对光的吸收有（本征吸收）（杂质吸收）（自由载流子吸收）（激子吸收）（晶格吸收）。半导体对光的吸收主要是（本征吸收）。 二、概念题 1、禁带、导带、价带：

光电检测技术在机械设计中的应用与发展(DOC)

《光机电检测技术》 结课论文 光电检测技术在机械设计中的应用

摘要：本文通过对光电检测基本原理的描述，通过讨论了光电检测技术在印刷机，包装机械，洗衣机当中的应用，论述了在工艺上应该注意的问题。 关键词：光电检测，机械 前言：检测技术在国民经济的各个行业中,起着举足轻重的作用,无论科学研究、产品质量及自动控制都需要检测,利用现代光电子技术作为检测手段,具有无接触、无损、远距离、抗干扰能力强、受环境影响小、检测速度快、测量精度高等优越性,是当今检测技术发展的主要方向。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。 1.光电检测的基本原理 图1 光电检测系统主要由投光器(光源)、受光器、信号处理装置等组

成。根据受光器所感知的信号判断被测对象的有无、形状、方位和颜色时,按投光器和受光器的相对位置不同可分为反射型和透过型两种型式,见图2。作为光电检测媒介的光可以是自然光如白炽灯、萤光灯或卤素灯发出的光。随着光电技术的发展,现常用的是一种特殊的经过调制的光,它是反光二极管在电压作用下发出的光。因为半导体没有热惯性,可以在通电的瞬间发光,并且可发出与电流波形相同的光,这大大提高了其抗干扰能力。投光器发出的光采用不同形式接触被测物后照射在受光器上,而受光器是在光照射下产生电流(或电导率发生变化),即所谓的具有光电效应的光敏元件,常用的有光电二极管和光电三极管。光电二极管的PN结在没有光照时和普通二极管一样具有单向导电性,使用时处于反向偏置;光线照射管芯,会产生光生载流子,在反向电压作用下,生载流子导电产生光电流,即随入射光强度的变化在负载电阻的两端就会产生随光强度变化的光电压,经检波、放大处理去推动控制系统。 图2 2.光电检测在机械设计中的应用

光电检测技术课程作业及答案(打印版)

光电检测技术课程作业及答案(打印版)

思考题及其答案 习题01 一、填空题 1、通常把对应于真空中波长在（0.38m μ）范围内的电磁辐 μ）到（0.78m 射称为光辐射。 2、在光学中，用来定量地描述辐射能强度的量有两类，一类是（辐射度学量），另一类是(光度学量)。 3、光具有波粒二象性，既是（电磁波），又是（光子流）。光的传播过程中主要表现为（波动性），但当光与物质之间发生能量交换时就突出地显示出光的（粒子性）。 二、概念题 1、视见函数：国际照明委员会（CIE）根据对许多人的大量观察结果，用平均值的方法，确定了人眼对各种波长的光的平均相对灵敏度，称为“标准光度观察者”的光谱光视效率V(λ),或称视见函数。 2、辐射通量：辐射通量又称辐射功率，是辐射能的时间变化率，单位为瓦(1W=1J/s)，是单位时间内发射、传播或接收的辐射能。 3、辐射亮度：由辐射表面定向发射的的辐射强度，除于该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。单位为(瓦每球面度平方米) 。 4、辐射强度：辐射强度定义为从一个点光源发出的，在单位时间内、给定方向上单位立体角内所辐射出的能量，单位为W／sr(瓦每球面度)。 三、简答题 辐射照度和辐射出射度的区别是什么？ 答：辐射照度和辐射出射度的单位相同，其区别仅在于前者是描述辐射接

收面所接收的辐射特性，而后者则为描述扩展辐射源向外发射的辐射特性。 四、计算及证明题 证明点光源照度的距离平方反比定律，两个相距10倍的相同探测器上的照度相差多少倍？答： 2 22 4444R I R I dA d E R dA d E R I I ===∴=ππφπφφπφ＝的球面上的辐射照度为半径为又＝的总辐射通量为在理想情况下，点光源设点光源的辐射强度为ΘΘ ()1 2222222221 122 12 11001001010E E L I E L I L I L I E R I E L L L L =∴====∴= =ΘΘ又的距离为第二个探测器到点光源， 源的距离为设第一个探测器到点光 习题02 一、填空题 1、物体按导电能力分（绝缘体）（半导体）（导体）。 2、价电子的运动状态发生变化,使它跃迁到新的能级上的条件是（具有能向电子提供能量的外力作用）、（电子跃入的那个能级必须是空的）。 3、热平衡时半导体中自由载流子浓度与两个参数有关：一是在能带中（能态的分布），二是这些能态中（每一个能态可能被电子占据的概率）。 4、半导体对光的吸收有（本征吸收）（杂质吸收）（自由载流子吸收）（激子吸收）（晶格吸收）。半导体对光的吸收主要是（本征吸收）。 二、概念题 1、禁带、导带、价带：

2020年光电显示行业市场分析报告

2020年光电显示行业市场分析报告 2020年4月

一、近代主流光电显示技术 1.1.光电显示技术路线 光电显示技术即把经过电子设备所输出的电信号转化为可视的图像，在当前 的很多技术领域都有着很广泛的应用，发展的速度也很快，在信息产业中占 有很重要的地位。随着经济和技术的发展，对其也提出更高的要求，现在已 经是诸多生产生活中不可缺少的一部分。光电显示技术是几个学科之间的交 叉综合，主流的技术路线有阴极射线管、液晶和等离子显示等。 表格 1.三种主流光电显示技术路线 项目 主要内容 CRT 是一种传统的光电信息显示装置，具有极为优良的显示质量，在生产和驱动方面很简单，性 阴 极 射 线 价比高。对于阴极射线管来说，最为关键部件是连接到屏幕后部的电子枪，在加速，聚焦和偏转 管(CRT) 之后，它在荧光屏的荧光体上被照射，并且以相对快的速度将电子发射，同时，偏转线圈控制电 子束的方向并逐行扫过屏幕，进而达到显示图像的目的。 LCD 是介于固体和液体之间的有机化合物，它将液体的流动性和固体的光学性质进行了有机的 结合，于此产生出了液晶显示器，它的关键物质是液晶材料。当施加适当的电压时，液晶材料的 分子就被偏转，从而导致它们的透射率发生变化。这样，“阴影”状态就变为“照明”状态，从 而达到显示的目的。分类依据的不同，有许多类型的液晶显示器，最新一代的薄膜晶体管液晶显 示器等都是有源矩阵液晶显示器。 液晶显示 (LCD) 等离子显示是通过气体放电照明显示的平面显示面板，并且可以被视为布置的大量小荧光灯，等 离子显示技术被视为未来大屏幕平板显示器的主流技术之一。等离子体显示器利用两个玻璃基 等 离 子 体 板之间的惰性气体电子放电来产生紫外，红色和蓝色磷光体，从而得以呈现出各种彩色光点的画 显示(PDP) 面，其中 PDP 主要适用于中型到大型显示器。等离子显示器具有阴极射线管的优点，但它超薄 的体积和重量远远优于传统的大尺寸 CRT 电视。其图像具有高分辨率的丰富层次，可以不受磁 场、宽视角和主动照明的影响，但是它的功率特别大，在使用过程中耗电太多。 资料来源：探索光电显示技术的发展_ ，市场部 1.2.三种主流光电显示技术特点和应用的比较 光电显示技术是不断的朝着更薄更轻更大、更方便的方向发展，主要发展方 向和趋势就是平板化、大屏化和定制化，三种主流技术路线都是有优点也有 缺点。 阴极射线管是最为大众所熟悉的一种光电显示技术，因为它最早投入应用， 并且造价也比较低，随着时代的发展，它的体积太大，也太重，与当下人们 之间的生活放不相符合，愈发的不适合发展的需要。机身很薄，轻便耗能少 的液晶显示器逐渐的走入了人们的视野，不仅在视觉上可以有更好的观感， 而且还大大的节省了室内空间，液晶显示是现在应用最多的技术。

光电检测技术实验设计

光电检测技术 实验报告 题目：光电报警系统的设计和制作学院：仪器科学与光电工程学院专业：测控技术与仪器 班级： 学生姓名： 指导老师：

实验三 光电报警系统的设计和制作 一、设计任务 红外报警器系统的原理框图如图1所示。由红外光源发出的红外辐射被红外探测器接收，红外辐射信号变为电信号，经信号放大和处理电路后送报警电路。系统分成发送和接收两部分，分开放置。当没有人和物体进入这两部分之间，红外辐射没有被阻挡时，报警处于不报警状态。一旦有人或物体进入这两部分之间。红外辐射被阻挡，报警器立即翻转到报警状态。 图1 红外报警器系统原理框图 二、设计方案 （1）发射端电路 用NE555组成振荡器来驱动发光管，NE555构成多谐振荡器原题图如图2所示。下面对照电路图简述其工作原理及参数选择。 图2 多谐振荡器 注：1地 GND 2触发 3输出 4复位 5控制电压 6门限(阈值) 7放电 8电源电压Vc 当3脚为高电平（略低于Vc 时），输出电压将通过R1对C1充电。A 点电压按指数规律上升，时间常数为R1C1。 当A 点电压上升到上限阙值电压（约2Vc/3时），定时器输出翻转成低电平

（略大于0V）。这时，A点电压将随C1放电而按指数规律下降。当A点下降到下限阙值电压（约Vc/3）时，定时器输出变成高电平，调整R2的阻值得到严格的方波输出。 用NE555组成振荡器来驱动发光管时，要注意发光管上串联一个限流电阻。使输出电流小于或等于发光管的最大正向电流 F I。若振荡器输出电压为Vo，则 限流电阻R取值为F F O I V V R - ≥ 。如果限流电阻低于上述公式所得值，或未加限流电阻，则会造成发光管和定时器烧毁。 D2 LED 图3 振荡发射电路原理图 （2）光电检测、比较报警电路 D4 LED R8 500 图4 光电检测放大器电路原理图比较报警电路的设计利用光敏二极管的反向特性，当接收到光信号时，光敏二极管导通良好，产生电压，放大器即可对信号处理；当没有接收到光信号时，光敏二极管截止，放大器的同相端电压几乎为0。利用1/2LF353构成的光放大器，如图所示。用1/2LF353构成一个比较放大器。放大器的正端加2V左右偏压，负端加信号电压。当光线未阻断时，从主放大器来的交流信号经二极管检波电路，再经低通滤波器后得到直流电压，使后面的放大器负载输入端电位大于（或等于）正输入端电位。

光电检测技术的现状及发展趋势

光电检测作为光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术，主要包括光信息获取、光电变换、光信息测量以及测量信息的智能化处理等，具有精度高、速度快、距离远、容量大、非接触、寿命长、易于自动化和智能化等优点，在国民经济各行业中得到了迅猛的发展和广泛的应用，如光扫描、光跟踪测量，光纤测量，激光测量，红外测量，图像测量，微光、弱光测量等，是当前最主要和最具有潜力的光电信息技术。本文从光电检测技术本身特点出发，分析其发展现状及发展趋势。 一、光电检测技术的概述 光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术。它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息，然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量，并进一步经过电路放大、处理，以达到电信号输出的目的。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律，以便于进行相应的电路改进，更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性，从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号，同时提高测系统输出信号的信噪比。 光电检测的系统机构比较简单，分为信号的处理器，受光器，光源。在实际检测过程中，受光器在获得感知信号后，就会被反映为不同形状、颜色的信号，同时根据这些器件所处在的不同位置，就能够将他分为反射型与透过型的两种比较的模式。光电检测的媒介光应当是自然的光，例如白炽灯或者萤光灯。特别是随着这些技术的发展，光电技术也取得的非常好发展。由于投光器在发出光后，会以不一样的方式触摸这些被检测物中，直到照射到检测系统中的受光器中，同时受光器在此刺激下，会产生一定量的电流，这就是我们常说的光敏性的原件，实际生活中应用比较广泛的有三极管、二极管。 光电检测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，它具有高精度、高速度、远距离、大量程、非接触测量等特点。 二、光电检测技术的发展现状

传感器与检测技术期末考试试卷及答案

传感器与自动检测技术 一、填空题（每题3分） 1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。 2、金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时，产生机械变形，导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。 3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。 4、金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形，从而导致材料的电阻发生变化。 5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，而机械形变为辅。 6、金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。 7、固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。 8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 13、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件用来感知应变，电阻敏感元件用

光电探测实验报告

光电探测技术 实验报告 班级：10050341 学号：05 姓名：解娴

实验一光敏电阻特性实验 一、实验目的 1.了解一些常见的光敏电阻的器件的类型； 2.了解光敏电阻的基本特性； 3.测量不同偏置电压下的光敏电阻的电压与电流，并作出V/A曲线。 二、实验原理 伏安特性显示出光敏电阻与外光电效应光电元件间的基本差别。这种差别是当增加电压时，光敏电阻的光电流没有饱和现象，因此，它的灵敏度正比于外加电压。 光敏电阻与外光电效应光电元件不同，具有非线性的光照特性。各种光敏电阻的非线性程度都是各不相同的。 大多数场合证明，各种光敏电阻均存在着分析关系。这一关系为 式中，K为比例系数；是永远小于1的分数。 光电流的增长落后于光通量的增长，即当光通量增加时，光敏电阻的积分灵敏度下降。 这样的光照特性，使得解算许多要求光电流与光强间必需保持正比关系的问题时不能利用光敏电阻。 光照的非线性特性并不是一切光敏半导体都必有的。目前已有就像真空光电管—样，它的光电流随光通量线性增大的光敏电阻的实验室试样。光敏电阻的积分灵敏度非常大，最近研究出的硒—鎘光敏电阻达到12A／lm，这比普通锑、铯真空光电管的灵敏度高120，000倍。

三、实验步骤 1、光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流 按照图1接线，电源可从+2V～+8V间选用，分别在暗光和正常环境光照下测出输出电压V暗和V亮。则暗电流L暗=V暗/RL,亮电流L亮=V亮/RL，亮电流与暗电流之差称为光电流，光电流越大则灵敏度越高。 2、伏安特性 光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系即为伏安特性。按照图1接线，分别测得偏压为2V、4V、6V、8V、10V时的光电流，并尝试高照度光源的光强，测得给定偏压时光强度的提高与光电流增大的情况。将所测得的结果 填入表格并做出V/I曲线。 图1光敏电阻的测量电路 偏压2V4V6V8V10V12V 光电阻I 四、实验数据 实验数据记录如下： 光电流： E/V246810 U/V0.090.210.320.430.56 I/uA1427.54255.270.5 暗电流：0.5uA 实验数据处理：

光电信息产业发展规划研究报告

南昌十大产品产业研究报告（子课题五） 2006年4月 保 密 级 别：B 级 南昌市电子信息产业发展研究报告 江西财经大学课题组 内容摘要： ●南昌电子信息产业的增长主要依靠拥有核心技术的企业带动，目前在全国位置相对落后，如果不加快速度超越，就有可能与产业发达省份的距离更加拉大。 ●南昌市电子信息产业在05-07的三年内，实现一定比率的增长，问题不大，要实现产业总体上的翻番目标有可能但有一定难度。不管怎样，要实现连续翻番的发展目标，寻找新的契机和引入新的经济增长点是理性的选择。 ●支持产业发展，应继续加大招商引资力度、加大对重点项目的支持、设置配套资金大力支持自主研发、注重人才引进和培养、倡导联合开发、鼓励使用本地企业电子信息产品、促进产业集群形成、推动国有电子信息类企业改制。 领导批示：

南昌市电子信息产业发展研究报告 徐慧曹元坤 （江西财经大学，江西南昌） 【内容提要】 南昌电子信息产业的建立与发展是伴随着我国电子信息产业的发展而发展的，基础还比较薄弱，起步相对要晚一些，产业发展情况在全国还属相对落后。南昌的电子信息产业布局相对较为集中，主要分布在南昌高新技术开发区，其次为南昌市经济技术开发区。和电子信息产业的发达地区相比，南昌无论在总量还是比重上都有很大的差距。在中部省会城市中，南昌强于太原、郑州，却逊于武汉、长沙。 南昌在基础条件方面正在不断完善，目前已经具备了一定的发展条件和竞争优势，主要表现在区位交通优势、人力资源成本较为低廉、科研院所智力支持、土地和水电等资源相对丰富、产业内企业所处园区较为集中等方面，有利于招商引资、促进企业间的学习交流和产业集群的形成与发展，再就是构建了工业经济增长的创业大环境和营造了全市支持创业的人文环境。 电子信息产业的发展受整个国际国内环境影响较大，对南昌市电子信息产业发展的预测，必须基于对全国电子信息产业发展前景的合理判断。南昌电子信息产业总量较小，占全国全行业的比重与产业发达地区差距非常大，各项经济指标占南昌市的比重也只在3-4%之间。这一方面说明南昌市总的产业基础较为落后，但另一方面这也为翻番目标创造了空间。由于受到国家宏观调控和行业内部产业结构调整的影响，与过去三年相比较，南昌市现有的电子信息产业在未来的自然增长可能会放缓。受大环境影响，南昌市电子信息产业的增长增幅近年来出现较大的波动，2006年可能还会受到一定的影响，2007年能否反弹尚未可知，尽管相关企业对2007年持较为乐观的态度，根据预测，目标也能够在一定程度上实现，但仅仅依靠存量的增长，要弥补前些年落下的差额还是有些困难。根据软件业的持续高速发展的态势，加上新经济增长点作用的发挥，南昌市软件业的翻番目标基本上能够实现。 政府继续对电子信息产业的发展加大政策引导和招商引资力度，完善软硬件环境，以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，引导企业寻求技术突破，降低成本，加快光电子产品产业化和新型工业化步伐，就有可能促使三年翻番目标的顺利实现。（1）继续加大招商引资力度；（2）加大对重点项目的支持；（3）设置配套资金，大力支持自主研发；（4）注重人才引进和培养；（5）倡导联合开发；（6）鼓励使用本地企业电子信息产品；（7）促进产业集群形成；（8）推动国有电子信息类企业改制。 【关键词】 电子信息产业发展研究