PPT《第六章 光电传感器6.1 概述一、光电传感器概念将光的有关参...》

第六章 光电传感器6.

1 概述

一、光电传感器概念将光的有关参数(光强、频率、相位及偏振态)的大小转换为相关电参量大小的元件或装置.

二、光电传感器类型1.按照传感器所检测的光参数的类别划分:光强式,光频率式、光相位式及光的偏振态式.2.按照传感器转换后的电参数类别划分:光电阻式、光电池式及光电流式.3.按照光传感器的技术应用(用途)类别划分:光电图像传感器、红外(光)传感器及光纤传感器等.

三、意义1.光电传感器除了测量光的有关参数外,可以作为测量的工具/手段/平台,利用光这个媒介,检测能引起光参数变化的诸多物理量(测量对象).2.可以了解、学习及提高与光电技术相关的测控技术.随着现代材料技术、制造技术发展,半导体材料的光电特性得到了充分的发掘和有效的利用,加之光电信号的处理技术及应用手段不断提高,因而光电技术得到了快速发展和广泛应用―各大高校相继开设光电专业及光电课程.基于光的测量与通信技术也成为了继雷达测量与通信之后第二大测控及通信的技术领域. 技术途径/平台 技术方法/应用 技术门类/学科 电磁波(传统技术)(有线/无线) 电/磁转换(雷达发射机)//磁/电转换(雷达接收机)―电磁雷达;

电磁成像;

电磁图像处理;

电磁信号检测(硬/软).信息编码与解调;

图像传输;

图像处理;

图像压缩. 雷达工程/(雷达)信号处理技术、微波技术、天线技术(电院);

通信工程/无线及网络通信技术、信号处理技术、信息安全技术、图像处理技术(通院). 光波(新型技术)(有线/无线) 电/光转换//光/电转换―光电传感器(雷达);

光电检测(硬/软);

光电信号存储与处理;

光电成像;

光电图像处;

CCD;

光电通信;

信息编码与解调;

光电图像传输;

光电图像压缩. 测量技术.红外(成像)技术、激光技术(物理与光电学院).光(纤)通信技术(通院). (超)声波(新型技术)(有线/无线) 电/声转换//声/电转换―声电传感器(雷达);

声电检测(硬/软);

声电信号处理.声电成像;

声电图像处理.声纳检测. 超声波测量技术.超声波(A超/B超)成像技术声纳检测技术. 6.2 光电效应理论知识光电效应概念:半导体材料的某些电特性在受到光的照射时发生变化的现象称光电效应.光电效应类型:外光电效应;

内光电效应

一、外光电效应1.概念:半导体材料在光的照射下,材料内部的电子溢出材料表面且向外发射的现象称外光电效应. 2.原理:普朗克常数h,是一个物理常数,用以描述量子的有关量值大小,在量子力学中占有重要地位.马克思・普朗克在1900年研究物体热辐射的规律时发现:只有假定电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份地进行,计算的结果与实验的结果才是相符的,这样的一份能量叫做能量子,每一份能量子的能量为普朗克常数乘以辐射电磁波的频率,对于光波来说,这一份能量称光子能量,即E=h,ν―光子频率;

h―普朗克常数.注:马克思・普朗克是德国著名的物理学家和量子力学的重要创始人,和爱因斯坦并称为二十实际最重要的两大物理学家. 在光照射下,半导体材料内部电子获得光子能量,根据能量守恒,则有:h=A+1/2mv02A―材料内部的电子克服自身的原子核束缚溢出材料表面所需的能量(做的功),即阈值能量;