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1、光电检测技术文 侨E-mail: 深圳大学光电工程学院345房间2什么是光电检测？检测是意义更为广泛的测量测量、测试和检测测量：以确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作测试：测量和试验检测：信号检出与测量被测量光电变换所需信息光学量电学量光电检测3检测系统的构成信息获取转换显示和处理（信号检出部分）（信号变换部分）（分析处理部分、 通信接口及总线）光电变换4光纤 光纤之父高锟光电检测课程地位光电技术的主要领域：通信海底光缆及洲际通信网5光电检测课程地位光电技术的主要领域：通信显示各种显示器6光电检测课程地位光电技术的主要领域：通信显示能源惯性约束聚变（ICF）装置图惯性约束聚变（ICF）原理
2、图太阳能电池7光电检测课程地位光电技术的主要领域：通信显示能源工业激光切割光刻机8光电检测课程地位光电技术的主要领域：通信显示能源工业检测J光电检测是较为成熟的光电应用领域！J在光电检测等领域中光学技术是核心技术！激光惯性导航系统核心部件9光电磁波包含信息：振幅、频率 、相位、时间 强度l视觉测量可转化为如下测量量：频率差l激光陀螺10光电磁波（继）相位差(要求单色性好)l长度引起的相位差l折射率引起相位差可转化为如下测量量：时间差l激光脉冲测距仪、激光雷达(T=L/c)地月距离384,401km地球月球11光电磁波（继）偏振方向l旋光计测量糖溶液的浓度可转化为如下测量量：旋光物质l椭偏仪测薄
3、膜最精准办法,比干涉法高1-2个数量级，可测1nm厚薄膜. 12为什么选择光？波长范围合适l探测工具的尺寸要近似或小于被探测物l光波10-910-4m,可见350nm700nm人类较早接触和掌握光知识l墨子（B.C 468、透镜）l牛顿（AD1600s）、惠更斯、爱因斯坦有合适的理想光源l激光13为什么使用光电检测？1.高灵敏度、精度高（激光干涉测长度精度50nm/m）l波长为几百纳米数量级l光波的波动性（干涉、衍射）2.非接触、无损3.远距离、大量程4.高速l光束传播速度快l可并行处理5.实时、可在线检测光电检测具有如下特点：14光电检测用来干什么？1辐射度量和光度量的检测光强度计、光亮度计
4、、辐射计、以及光测高温计和辐 射测温仪 3光学材料、元件及系统特性的检测 4非光物理量的光电检测 2光电元器件特性的检测 光谱特性、光灵敏度、亮度增益 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- 应用最广、发展最快、最为活跃的应用领域 光电检测技术的应用：光学量或可转换为光学量的待测量均可利用光电检测技术来检测15光电检测的方法分类光强型、频率型、相位型、脉冲型、偏振型1、根据光信息携带物理量的方式不同2、根据所应用的光学现象不同衍射法、干涉法、全息法、散斑检测法、光谱检测法莫尔条纹法、光扫描法等3、根据基本原理不同直接测量法、差动测量法、补偿测量法间接测量法16差动测量
5、法与补偿测量法PD：光照强度反向电流 差动法与补偿法的区别：1、检出信号方式不同2、非平衡比较与平衡比较优点：抗干扰能力强17在实际工作中真值常常是未知的！测量误差理论测量误差：测量所得数值与被测量的真实值之间的差异绝对误差：相对误差：准确度与误差 测定值X与真值T相接 近的程度称为准确度精密度与偏差一组平行测定结果相互 接近的程度称为精密度(一) 偏差、平均偏差和相对平均偏差（二）标准偏差和相对标准偏差统计学证明，在一组平行测定值中，平均值是最可信赖的，因此人们常用平均值表示测定结果。18偏差(一) 个体偏差、平均偏差和相对平均偏差个体偏差：各单次测定值与平均值之差 平均偏差：个别测定偏差的
6、绝对值加和除以测量次数相对平均偏差： 平均偏差和相对平均偏差由于取了绝对值因而都是正值(i=1, 2, 3,.n);19在一系列测定值中，偏差小的值总是占多数，这样计算平均偏差时会使所得的结果偏小，大偏差值得不到充分的反映偏差（二）标准偏差和相对标准偏差相对标准偏差(也称为变异系数)Sr或RSD：标准偏差S:测量中广泛使用20例题：用激光测距法测量两位置之间的距离，两组测量值(cm)分别如下10.3，9.8，9.6，10.2，10.1，10.4，10.0，9.7，10.2，9.710.0，10.1，9.3，10.2，9.9，9.8，10.5，9.8，10.3，9.9分别计算这两组数据的平均偏差值和标准偏差值。S10.28cm，S20.33cm，S1S2，表明第1组的精密度较第2组高解：1.第1组和第2组平均偏差相同，均为0.24cm，不能放映它们差异21参考书目 1、刘铁根 主编 光电检测技术与系统, 机械工业出版社，2009 2、刘华锋主编 光电检测技术及系统,浙江大学出版社 2015年3月 3、范志刚、左保军、张爱红 编著 光电检测技术及系统（第2版）,电子工业出版社 2008 4、金国藩、李景镇 激光测量学科学出版社，199822
