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光电探测技术测控技术与仪器专业2011/2012学年•姓名：郭华玲•联系方式：13513636862•邮箱：guohualing@nuc.edu.cn•教材：《光电探测技术及应用》郝晓剑等，国防工业出版社课程评分方法平时成绩（上课+作业）15%+实验15％＋期末考试70%=总评100%光电技术的重要性•光电子技术迅猛发展，光电子产业是21世纪主导产业之一。19世纪是机械时代，20世纪是电子时代，21世纪将是光子时代；光子作为信息和能量的载体，产生了信息光子学和能量光子学；世界上众多国家正在动员国家力量加速光电子信息产业的发展。•未来电子技术与通信技术的核心信息光电子技术以1976年第一次实现光纤通信为标志；发展速度远超当初人们的预料，世界上大约有85％的通信业务经光纤传输；光纤通信及相应的光电子材料、器件、设备市场，在今后20年内仍会高速持续增长。光电技术的重要性•科学实验、国防建设、高技术发展中的重要作用光电子技术有重要国防意义：激光、红外、电视制导，光电对抗，微光夜视；1960年美国休斯实验室研制出世界第一台红宝石激光器，相继研制开发了YAG激光器和高功率CO2激光器、半导体激光器,为激光技术在工业、农业、医疗和科学研究领域的应用和发展创造了条件。•与人们生活息息相关光电技术的重要性光电技术发展概况•激光、原子能、半导体与计算机是20世纪四大发明。•2003年光电子产业的总产值将达2000亿美元•光电子信息技术为主导的信息产业产值将在2010年达到50000亿美元。•美国、日本、德国三个国家激光产业的发展代表了当今世界激光产业发展趋势。日本在信息光电子技术方面占首位，美国在激光医疗及激光检测方面占首位，而德国则在激光材料加工方面占首位。•我国光电子产业年增长50％，占国际市场的份额5％•引进、吸收、消化、提高、创新，自主开发，增强国际竞争能力。光电技术的应用光纤通信光存储光计算在线检测危险环境测量激光医学激光加工军事应用遥感测量光传感精密计量全球半导体激光器销售情况光电技术相干光的产生激光原理激光器件等相干光的控制激光技术（调制，偏转，倍频，放大等）光电探测技术光电器件原理及应用重点1.光辐射探测器的基本原理光度学及辐射度学的基本概念光辐射探测器的理论基础2.光探测器工作原理及特性PT,PMT,MCP,PD,CCD等3.实用光辐射探测技术器件的工作模式基本应用电路典型器件介绍课程内容及特点光电测试系统的组成光（辐射）源：热辐射光源（太阳、白炽灯、卤钨灯、黑体辐射器）气体放电光源（汞灯、荧光灯、氙灯、空心阴极灯）固体发光光源（场致发光灯、发光二极管）激光器（气体激光器、固体激光器、半导体激光器）光电探测器：PT(光敏接收管),PMT(光电倍增管),MCP(通道电子倍增),PD(光电二极管),CCD光电通信系统光纤通讯系统光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统激光加工1激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的。用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激光加工2激光加工3激光加工4激光加工5位移测量光电位移测试系统光纤高温传感器原理J.E.Stewart美国专利3626758R.R.Dils美国专利4750139美国专利4576486光纤温度传感器的系统主要包括端部掺杂的光纤传感头、Y型石英光纤、传导束、超高亮发光二极管（LED）及驱动电路、光电探测器、荧光信号处理系统和辐射信号处理系统。光纤高温测试系统Luxtron公司产品光纤传感头端部受激励光激发而发射荧光,荧光信号由光纤导出,并通过光纤耦合器从Y型光纤的另一分支端射出,由光电探测器接收。Astronomy/AstroPhysics天文/天体物理科学级CCD相机应用：静态图像1CCD图像传感器可直接将光学信号转换为模拟电流信号，电流信号经过放大和模数转换,实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。科学级CCD相机应用：静态图像2化学发光Chemiluminesence化学发光是物质在进行化学反应过程中伴随的一种光辐射现象。化学发光信号是比较微弱的。用CCD可以有效的将微弱信号进行捕捉和还原。科学级CCD相机应用：静态图像3医学射线图像X-RayImaging高速CCD/CMOS相机的应用1汽车碰撞试验高速CCD/CMOS相机的应用2汽车碰撞试验高速CCD/CMOS相机的应用3全弹道高速摄像全弹道高速摄像FlightFollowersystem反辐射弹ARP-16INDIO512x512-66PhantomIV飞行跟踪系统测量飞行物速度，控制反射镜的转角，使相机视场的中心始终对准飞行物的中心。X射线内视仪射线转换屏射线窗射线可见光科学级CCD相机至相机控制器转换屏由射线激发出的可见光成像在科学级CCD相机芯片上内视仪结构引信射线数字图像工业CT系统x线束对所选择的层面进行扫描。探测器将收集到x线信号转变为电信号，经模／数转换器（A／Dconverter）转换成数字，输入计算机储存和处理，3D机器视觉为了获取这些被检测物件的3-D信息，激光线束被投射在这些部件上，同时高速CMOS工业相机捕获被反射的激光样式。摄像机捕获的图像信息被计算机读取，计算机通过这些光斑数据对物件进行3-D建模光电探测在农业上的应用瓜果品质的无损检测、谷物识别与分级检测、动植物生长情况监测、病害虫的研究处理等光纤束在交通显示上的应用其他主要参考书1.缪家鼎带.光电技术.杭州:浙江大学出版社,20002.高稚允等.光电检测技术.北京:国防工业出版社,19954.王清正等.光电探测技术.北京:电子工业出版社,19895.清华大学.