光電檢測技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢資料

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1、光電檢測技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢光電檢測作為光學(xué)與電子學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興檢測技術(shù)，主要包括光信息獲取、光電變換、光信息測量以及測量信息的智能化處理等，具有精度高、速度快、距離遠(yuǎn)、容量大、非接觸、壽命長、易于自動化和智能化等優(yōu)點(diǎn)，在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中得到了迅猛的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，如光掃描、光跟蹤測量，光纖測量，激光測量，紅外測量，圖像測量，微光、弱光測量等，是當(dāng)前最主要和最具有潛力的光電信息技術(shù)。本文從光電檢測技術(shù)本身特點(diǎn)出發(fā)，分析其發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。一、光電檢測技術(shù)的概述光電檢測技術(shù)是光學(xué)與電子學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興檢測技術(shù)。它主要利用電子技術(shù)對光學(xué)信號進(jìn)行檢測，并進(jìn)一步傳

2、遞、儲存、控制、計(jì)算和顯示。光電檢測技術(shù)從原理上講可以檢測一切能夠影響光量和光特性的非電量。它可通過光學(xué)系統(tǒng)把待檢測的非電量信息變換成為便于接受的光學(xué)信息，然后用光電探測器件將光學(xué)信息量變換成電量，并進(jìn)一步經(jīng)過電路放大、處理，以達(dá)到電信號輸出的目的。然后采用電子學(xué)、信息論、計(jì)算機(jī)及物理學(xué)等方法分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)律，以便于進(jìn)行相應(yīng)的電路改進(jìn)，更好地研究被噪聲淹沒的微弱有用信號的特點(diǎn)與相關(guān)性，從而了解非電量的狀態(tài)。微弱信號檢測的目的是從強(qiáng)噪聲中提取有用信號，同時(shí)提高測系統(tǒng)輸出信號的信噪比。光電檢測的系統(tǒng)機(jī)構(gòu)比較簡單，分為信號的處理器，受光器，光源。在實(shí)際檢測過程中，受光器在獲得

3、感知信號后，就會被反映為不同形狀、顏色的信號，同時(shí)根據(jù)這些器件所處在的不同位置，就能夠?qū)⑺譃榉瓷湫团c透過型的兩種比較的模式。光電檢測的媒介光應(yīng)當(dāng)是自然的光，例如白熾燈或者螢光燈。特別是隨著這些技術(shù)的發(fā)展，光電技術(shù)也取得的非常好發(fā)展。由于投光器在發(fā)出光后，會以不一樣的方式觸摸這些被檢測物中，直到照射到檢測系統(tǒng)中的受光器中，同時(shí)受光器在此刺激下，會產(chǎn)生一定量的電流，這就是我們常說的光敏性的原件，實(shí)際生活中應(yīng)用比較廣泛的有三極管、二極管。光電檢測技術(shù)主要包括光電變換技術(shù)、光信息獲取與光信息測量技術(shù)以及測量信息的光電處理技術(shù)等。光電檢測技術(shù)將光學(xué)技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)對各種量的測量

4、，它具有高精度、高速度、遠(yuǎn)距離、大量程、非接觸測量等特點(diǎn)。二、光電檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著科技發(fā)展的日新月異，光電檢測技術(shù)已經(jīng)發(fā)展出納米、亞納米高精度的光電測量新技術(shù)；小型、快速的微型光、機(jī)、電檢測系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。非接觸、快速在線測量已經(jīng)取代原始的接觸式，較緩慢的檢測技術(shù)，并向微空間三維測量技術(shù)和大空間三維測量技術(shù)方向發(fā)展；閉環(huán)控制的光電檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)光電測量與光電控制一體化。向人們無法觸及的領(lǐng)域發(fā)展。光電跟蹤與光電掃描測量技術(shù)等先進(jìn)的光電檢測技術(shù)的進(jìn)步和廣泛應(yīng)用將對人們生活，工業(yè)生產(chǎn)甚至國防科技產(chǎn)生巨大影響和改革。隨著光纖傳感技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖氣體傳感器也得到了

5、廣泛的研究和應(yīng)用。它具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、防燃防爆、不受電磁干擾、可以實(shí)現(xiàn)光信號的長距離傳輸和現(xiàn)場實(shí)時(shí)遙測等優(yōu)點(diǎn)，所以對光電檢測方法研究的關(guān)注也一直在增加。隨著光纖光柵傳感器的廣泛應(yīng)用，光纖光柵傳感信號的檢測系統(tǒng)也有了很大的發(fā)展。相比于傳統(tǒng)采用單色儀、光譜儀掃描等方式來檢測光纖光柵傳感信號的方式，采用光電轉(zhuǎn)換方式，即把對光強(qiáng)信號的測量轉(zhuǎn)變?yōu)閷﹄妷盒盘柕臏y量方式有它的優(yōu)越性，它具有檢測設(shè)備制造成本低、方便攜帶、可以實(shí)現(xiàn)對實(shí)時(shí)變化信號高速檢測和擁有更廣的工程應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。光電檢測技術(shù)在人類基因工程方面也有著廣泛的發(fā)展，如利用可見光信號強(qiáng)弱的變化檢測DNA雜交信號。這種新型的DNA

6、光電檢測系統(tǒng)同樣是由兼容探針DNA自組裝的硅集成電路構(gòu)成。而在該系統(tǒng)中目標(biāo)DNA序列與磁珠連接，目標(biāo)DNA序列與探針DNA分子雜交后，磁珠就會覆蓋在載體表面形成暗區(qū)。而載體下方的光電二極管陣列此時(shí)便可以檢測出DNA雜交反應(yīng)前后的光信號變化，輸出DNA雜交信號。新型抗干擾式光電檢測頭通過優(yōu)化紅外發(fā)射管工作參數(shù)和采用脈沖選通門控檢波電路，有效地抑制了電氣干擾噪聲，提高了檢測頭的抗干擾性能和工作可靠性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明了其有效性。同時(shí)，該種光電檢測頭已經(jīng)在多個(gè)大型機(jī)電設(shè)備制造廠家應(yīng)用，工廠實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明：新型的光電檢測頭誤動作率不到老產(chǎn)品的千分之一，抗電氣干擾能力顯著提高，具備了工業(yè)級

7、的高可靠性能。無損檢測技術(shù)是隨著高科技發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的一門新技術(shù)，該技術(shù)不同于傳統(tǒng)的物理化學(xué)分析方法，它主要運(yùn)用物理學(xué)方法如光學(xué)、電學(xué)和聲學(xué)等手段對產(chǎn)品進(jìn)行分析，且不破壞樣品，在獲取了樣品信息時(shí)保證了樣品的完整性，無損檢測技術(shù)檢測速度較傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法迅速，又能有效地判斷出從外觀無法得出的樣品內(nèi)部品質(zhì)信息。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，帶動了化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展，極大地促進(jìn)了無損檢測技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。無損光電檢測技術(shù)根據(jù)其分析對象的某些特征對熱、聲、光、電以及磁等的反應(yīng)變化情況，大致可分