光电检测技术概论课件

光电检测技术,主讲：肖慧,光电检测是信息时代的关键技术,信息技术:微电子信息技术（电集成）、光电信息技术（光电集成）。感测技术、通信技术、人工智能与计算机技术、控制技术。信息的产生和获取、转换、传输、控制、存储、处理、显示。,前言,什么是光电检测系统,光电系统：用电子学的方法对光学信息处理与控制的系统。光电检测系统:用光电的方法对某些物理量（光、热、电、磁、力）；化学量（浓度等）；几何量（长度、角度、表面粗糙度）进行检测的系统。,一 人的视觉功能及其扩展二 光学仪器是人类视觉的扩展三光电检测系统的组成四光电检测技术的应用,绪论,一 人的视觉功能及其扩展,人眼是一个高灵敏度、高分辩率和极为复杂而精密的光传感器。 人眼的适宜刺激:波长380-780nm的电磁波(可见光).,. 人的视觉有辨别光亮和颜色的双重功能,视杆系统:对光敏感度高， 无颜色视觉， 视物精确性差； 视锥系统:对光敏感度差， 能分辨颜色， 视物精确性高。,举例说明鸡视网膜仅有视锥细胞(无暗视觉)猫头鹰视网膜仅有视杆细胞(无昼光视觉),2.人的视觉具有对明暗光的适应能力,从亮处突然进入暗处时，最初看不清楚任何物体，经过一定时间后，视觉敏感度才逐渐增强。从暗处突然进入亮处时，最初只感到耀眼的光亮，看不清物体，一段时间后才能恢复视觉。,.人的视觉有很高的分辨能力,. 人的视觉具有很高的辨色能力,视网膜三种视锥细胞：,三原色学说：某一波长光线作用于视网膜时，三种视锥细胞兴奋程度不同，信息传入中枢，产生某一颜色的视觉 仅感红视锥兴奋红色觉 仅感绿视锥兴奋绿色觉 仅感蓝视锥兴奋蓝色觉 三种视锥不同比例兴奋不同色觉 同等比例兴奋白色觉,二. 光学仪器是人类视觉的扩展,. 时间上扩展,. 空间上扩展,中国最大射电望远镜主体,美国哈勃太空望远镜,. 识别能力上扩展,扫描电镜拍摄照片,三.光电检测系统的组成,光电检测技术以激光、红外、光纤等现代光电器件为基础，通过对载有被检测物体信号的光辐射（发射、反射、散射、衍射、折射、透射等）进行检测，即通过光电检测器件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的信息，再经过A/D变换接口输入微型计算机运算、处理，最后显示或打印输出所需检测物体的几何量或物理量。,光电检测系统,光学变换,电路处理,光电检测系统与人操作功能比较,被测物体 感觉器官 人脑 手控 被测物体 光电传感 微机 执行机构光电传感部分相当于人身的感觉器官,光电检测的特点:,高精度：从地球到月球激光测距的精度达到1米。高速度：光速是最快的。远距离、大量程：遥控、遥测和遥感。非接触式检测：不改变被测物体性质的条件下进行测量。,光电检测的缺点：受光学介质的影响大（水、空气、尘土），成本高些。,寿命长：光电检测中通常无机械运动部分，故测量装置寿命长，工作可靠、准确度高，对被测物无形状和大小要求。,四.光电检测技术的应用,工业生产航空航天民用生活军事作战,绪论,在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位.现代工程装备中，检测环节的成本约占5070%,在流水线上，边加工，边检验，可提高产品的一致性和加工精度。,在线测量,航空航天,安全检查,民用生活,面部 识别技术,军用作战,激光测距机、激光雷达、激光导引头、激光陀螺、热成像系统、微光夜视仪、观瞄系统、卫星观测系统,单兵作战武器,夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术激光测距仪：可精