光電技術(shù)研究綜述【文獻(xiàn)綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述電氣工程及自動(dòng)化光電技術(shù)研究綜述摘要：文章對(duì)光電技術(shù)原理做了較為全面的介紹。概括了光電技術(shù)所需的基本理論，然后著重介紹了其在紅外線和其他領(lǐng)域的應(yīng)用及未來(lái)的發(fā)展。最后對(duì)光電技術(shù)進(jìn)行歸納、總結(jié)。關(guān)鍵詞：光電技術(shù)；紅外線；原理；應(yīng)用1.引言近年來(lái)，我國(guó)的高科技技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，其標(biāo)志性技術(shù)在光子、電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，也稱光電子技術(shù)[1]。光電技術(shù)是光電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、光電技術(shù)、圖像處理等學(xué)科相互交叉、相互滲透和相互結(jié)合的產(chǎn)物，它已成為發(fā)達(dá)國(guó)家的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)．其應(yīng)用日益廣涉和深入[2]。2.光電信息技術(shù)的原理2.1光電信息技術(shù)概述電子技術(shù)的高度發(fā)達(dá)

2、、廣泛應(yīng)用及其對(duì)社會(huì)各方面的深刻影響是人所共知的。電子技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方面就是對(duì)光波段的開拓和利用。光電子技術(shù)就是光波段的電子技術(shù)。它涉及電磁波譜的光波段，即紅外線、可見(jiàn)光、紫外線和軟x射線部分的電磁輻射。從電磁波譜圖上可以看出，光電子學(xué)涉及的頻率范圍為3×1011Hz至3×1016Hz[3]。自1960年激光器問(wèn)世以來(lái)，光電子技術(shù)呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)。在信息化的21世紀(jì)，光電子與微電子組成信息技術(shù)兩大支柱，21世紀(jì)可稱為光電子技術(shù)的世紀(jì)，因而培養(yǎng)和造就一大批掌握光電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論與基本技能，了解光電子技術(shù)最新發(fā)展動(dòng)態(tài)的高級(jí)專業(yè)技術(shù)人才成為當(dāng)今社會(huì)的迫切需要[

3、4]。從上述的分析可知，光電技術(shù)是一種非常豐富的波普資源，被廣泛的應(yīng)用。2.2光電技術(shù)原理概述2.2.1光的波粒二象性光電技術(shù)最基本的理論是光的波粒二象性。即光是以電磁波方式傳播的粒子。幾何光學(xué)依據(jù)光的波動(dòng)性研究了光的折射與反射規(guī)律，得出了許多關(guān)于光的傳播、光學(xué)成像、光學(xué)成像系統(tǒng)和成像系統(tǒng)像差等理論。物理光學(xué)依據(jù)光的波動(dòng)性成功地解釋了光的干涉、衍射等現(xiàn)象，為光譜分析儀器、全息攝影技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。然而，光的本質(zhì)是物質(zhì)，它具有粒子性，又稱為光量子或光子[5]。2.2.2光電效應(yīng)當(dāng)光照射在某些物質(zhì)上，使該物質(zhì)吸收光能后其電子的能量和電特性發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)

4、[6]。根據(jù)物理現(xiàn)象的不同，通?？梢詫⒐怆娦?yīng)分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)兩種[7]?；谕夤怆姷墓ぷ髟?，可以將光電器分為光電管和光電倍增管[8]3?；趦?nèi)光電的工作原理，可以分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)[9]。光電導(dǎo)效應(yīng)，即光照強(qiáng)度與半導(dǎo)體阻值成反比；光生伏特效應(yīng)，即光照引起電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。2.2.3熱釋電效應(yīng)熱釋電效應(yīng)指的是某些晶體的電極化強(qiáng)度隨溫度變化而釋放表面吸附的部分電荷。此效應(yīng)只能發(fā)生在不具有中心對(duì)稱的晶體中[10]。3.光電信息技術(shù)的重點(diǎn)應(yīng)用3.1紅外技術(shù)紅外技術(shù)是一項(xiàng)既古老又年輕的技術(shù)。多年來(lái)一直圍繞紅外應(yīng)用的各種元器件、材料，特別是半導(dǎo)體工藝、微電子

5、學(xué)近年來(lái)的迅猛發(fā)展，大大促進(jìn)了紅外技術(shù)的應(yīng)用。紅外技術(shù)在軍事上的應(yīng)用由簡(jiǎn)單的紅外探測(cè)定向發(fā)展成了各式紅外熱成像儀器，應(yīng)用范圍從航天到海、陸、空三軍[11]。紅外線傳感器是將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電能的一種光敏元件[12],其技術(shù)現(xiàn)已在現(xiàn)代科技、國(guó)防[13]和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。3.1.1紅外傳感器的應(yīng)用及發(fā)展通常我們可以按照其探測(cè)機(jī)理將紅外線傳感器分為光子探測(cè)器（基于光電效應(yīng)）和熱探測(cè)器（基于熱效應(yīng)）兩種[14]。人們根據(jù)他的各種工作原理制成了非常多非常實(shí)用的儀器。如基于光電效應(yīng)制成的紅外測(cè)溫儀、紅外成像儀[15]；基于熱電效應(yīng)制成的紅外報(bào)警器[15]等等。紅外

6、傳感器是我們?nèi)粘Ｉ钪凶顬槌Ｒ?jiàn)的一種傳感器。人們根據(jù)他的各種工作原理制成了非常多實(shí)用的儀器。如基于光電效應(yīng)制成的紅外測(cè)溫儀、紅外成像儀[14]；基于熱電效應(yīng)制成的紅外報(bào)警器[14]等等，不僅在生活中隨處可見(jiàn)，他在軍事領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用，包括：戰(zhàn)斗機(jī)、直升機(jī)、無(wú)人機(jī)等等。隨著高新技術(shù)的發(fā)展，紅外傳感器技術(shù)也將更加成熟，器靈敏度、效能、定位精度也將會(huì)更高。紅外傳感器技術(shù)在未來(lái)將發(fā)揮更大的效能[2]。3.2光纖技術(shù)20世紀(jì)末，光纖技術(shù)作為信息社會(huì)的主要支撐技術(shù)之一，已經(jīng)成熟并成為通信的主流。進(jìn)入21世紀(jì)，光纖通信與光纖傳感技術(shù)繼續(xù)飛速發(fā)展，表現(xiàn)在速率的提高，波分復(fù)用技

7、術(shù)的成功運(yùn)用以及網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展傾向。光纖通信已經(jīng)不只局限于傳輸領(lǐng)域，全光交換技術(shù)、全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，正預(yù)示著全光通信時(shí)代的到來(lái)[16]。3.3激光技術(shù)3激光束的基本特性，從應(yīng)用角度可概括為兩個(gè)方面：一方面，它是定向的強(qiáng)光光束：另一方面，它是單色的相干光束。激光在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用都是利用r這兩方面的特性。例如：激光通信、激光測(cè)距、激光定向、激光雷達(dá)、激光切削、激光手術(shù)、激光受控?zé)岷朔磻?yīng)等。主要是利用激光的定向強(qiáng)光光束的特性；而激光全息、激光測(cè)長(zhǎng)、激光干涉等，主要是利用激光是單色相干光束的特性[17]。4.結(jié)論通過(guò)以上的分析我們了解到，光電信息技術(shù)是基于光所