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1、-第 1 页光电检测技术简介-第 2 页光电检测技术近几十年来,随着电子技术的快速发展,各种弱物理量(如弱光、弱电、弱磁、小位移微温差、微电导、微振动等)的测量有了长足的发展,其检测方法大都是通过各种传感器作电量转换,使测量对象转换成电量,基本方法有:相干测量法,重复信号的时域平均法,离散信号的统计平均法及计算 机处理法等。但由于弱信号本身的涨落、传感器本身及测量仪噪声等的影响,检测的灵敏度及准确性受到了很大的限制。近年来,各国的科学家们对光声光热技术进行 了大量广泛而深入的研究,。人们通过检测声波及热效应便可对物质的力、热、声、光、磁等各种特性进行 分析和研究;并且这种检测几乎适用于所有类型
2、的试样,甚至还可以进行试样的亚表面无损检测和成像。还由此派生出几种光热检测技术(如光热光偏转法、光热光位移法、热透射法、光声喇曼光谱法及光热释电光谱法等)。这些方法成功地解决了以往 用传统方法所不易解决的难题,因而广泛地应用于物理、化学 生物、医学、化工、环保、材料科学等各个领域,成为科学研究中十分重要的检测和分析手段。尤其是近几年来,随着光声光热检测技术的不断发 展,光声光热效应的含义也不断拓宽,光源也由传统的光波,电磁波、x 射线、微波等扩展到电子束、离子束、同步辐射等,探测器也由原来的传声器扩展到压电传感器、热释电探测器及光敏传感器,从而适应了不同应用场合的实际需要。光电检测技术是以激光
3、、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。光电检测系统组成光发射机，光学通道，光接收机。光发射机：分为主动式和被动式。主动式：光源（或加调制器）被动式：无自身光源，来自被测物体的光热辐射发射。光电检测技术的特点：高精度。各种检测技术中最高。如激光干
4、涉仪法检测长度的精度达 0.05um/m；光栅莫尔条纹法测角可达 0.04 秒；用激光测距法测量地球到月球之间距离分辨率可达 1m。高速度。光电检测以光为介质，用光学方法获取和传递信息是最快的。远距离，大量程。光便于远距离传播的介质，适于遥控和遥测，如武器制导，光电跟踪，电视遥测等。非接触检测。光照可认为是没有测量力的，也无磨擦，可实现动态测量，效率最高。寿命长。光波可永久使用。具有很强的信息处理和运算能力。可将复杂信息并行处理。同时光电方法还便于信息控制和存储，易于实现自动化和智能化。光电检测基本方法光电检测基本方法：直接作用法（受被测物理量控制的光通量，经光电接收器转换后由检测机构可直接得到所求被测物理量）、差动测量法（利用被测量与某一标准量相比较，所得差或数值比可反应被测量的大小）、补偿测量法（是用光或电的方法补偿由被测量变化而引起的光通量变化，补偿器的可动元件连接读数装置指示出补偿量值，其大小反应被测量变化大小）和脉冲测量法（测量中将被测量的光通量转换成电脉冲，其参数（脉宽，相位，频率，脉冲数量等）反映被测量的大小）