光电信息技术简介

2024-07-10

光电信息技术简介(精选12篇)

光电信息技术简介 第1篇

光电信息技术简介

光电信息技术是由光学、光电子、微电子等技术结合而成的多学科综合技术,涉及光信息的辐射、传输、探测以及光电信息的转换、存储、处理与显示等众多的内容。光电信息技术广泛应用于国民经济和国防建设的各行各业。

信息技术是一种综合技术,它包括四个基本内容,即感测技术、通信技术、人工智能与计算机技术和控制技术。感测技术包括传感技术和测量技术以及遥感、遥测技术;它使人类能更好的从外部世界获取各种有用的信息。通信技术:它的作用是传递、交换和分配信息,可以消除或克服空间上的限制,使人们能更有效的利用信息资源。人工智能与计算机技术:它使人们能更好的加工和再生信息。控制技术:它的作用是根据输入的指令,对外部事务的运动状态实施干预。因此一切与信息的收集、加工、存储、传输有关的各种技术可成为信息技术。

在当今时代,信息技术包括微电子信息技术、光电子信息技术和光信息技术等。作为核心的微电子信息技术是在传统的电子技术的基础上发展起来的一种渗透性最强大、影响面最广的电子技术,它通过控制固体内电子的微观运动来实现对信息的加工处理,并在固体的微区(小到几个晶格的数量级)内进行,可以把一个电子功能部件,甚至一个系统集成在一个很小的芯片上。

光子信息技术和微电子技术一样,是一种渗透性极强的综合技术,使以光集成技术为核心的有关光学元、器件制造的应用技术。与微电子技术类似,它利用外延、扩散、竹茹、蒸发工艺,把各种有缘何无源光学器件(激光器、光耦合器、光分路器、光调制器、光检测器等)集成在一起,构成能完成光学信息获取、处理和存储等功能的系统。

光电信息技术是将电子学与光学浑然一体的技术,是光与电子转换及其应用的技术。从广义上讲,光电信息技术就是在光频段的微电子技术,它将光学技术和电子技术相结合实现信息的获取、加工、传输、控制、处理、存储与显示。它将光的快速(世界上运动最快的物质光)与电子信息处理的方便快速相结合,因而具有很多无可比拟的优点。

光电检测技术是光电信息技术的主要技术之一,是利用光电传感器实现各类检测,即将被测量转换成光通量,再将光通量转换成电量,并综合利用信息传送技术和信息处理技术,最后完成对各类无力量进行在线和自动监测。

光电信息技术简介 第2篇

山东科力光电技术有限公司隶属于山东省科学院激光研究所并由其为主投资控股,以济宁科力光电产业有限责任公司为基础建立的高新技术公司。注册资本金500万元,现有各类专业人才160余人。

山东科力光电技术有限公司自上世纪90年代初就致力于光电技术在工业制造现场人身安全防护等相关领域的研发、转化及推广应用。主导产品有双手牌光电保护装置(安全光幕):主要用于锻压、汽车、家电等钣金加工行业,防止人身伤害事故的发生,保障人身安全。2007年根据轨道交通人身安全防护及探测的需求开发了双手牌地铁用激光探测报警系统,主要用于地铁屏蔽门(安全门)系统防止挤夹乘客事故的发生,确保乘客乘车安全。

双手牌光电产品的广泛应用,为我国的工业制造现场、轨道交通人身安全防护及探测起到了重要的作用,深受客户的好评,也由此被国家科技部、国家安检总局、山东省人民政府、山东省科技厅、山东省科学院等部门授予各种荣誉称号。

《光电技术应用》期刊简介 第3篇

《光电技术应用》期刊以光电系统技术为主要专业特色, 传播光电子技术、光电系统应用技术专业领域的先进科技信息, 报道新型科技成果, 推动工程技术交流, 促进行业科技进步与发展。

《光电技术应用》秉承“科学严谨, 求实创新, 服务读者, 促进发展”的办刊方针, 竭诚为国内光电系统技术研究、教学、开发及其应用领域的广大科研人员、工程技术人员、科技管理人员、高等院校师生等读者服务。特色栏目包括:综述, 光电系统技术, 光学设计技术, 红外技术, 激光技术, 光电探测技术, 光电器件与材料, 信号与信息处理, 电路与控制, 测试、试验与仿真技术等。

光电信息技术特种设备研究 第4篇

摘 要:随着社会经济的不断发展,在各个领域当中,特种设备的应用范围越来越广,特别是在一些医院、医疗设备制造企业、冷冻食品制造企业、危化品生产企业当中,更是十分常见。但是在实际应用中,由于各方面因素的影响,时常会发生特种设备的使用事故,造成了极大的损失。对此,将光电信息技术应用在特种设备当中,能够有效地提升特种设备的使用性能和使用安全,因此具有十分重要的意义。

关键词:光电信息技术;特种设备;应用研究

0 前言

随着科技的发展,光电信息技术得到了很大的进步,因而在各个领域当中都得到了良好的应用。其中融合了光学、微电子、红外遥感、超声波、光电子等都想技术,同时涉及了光信息的探测、传输、辐射,以及广电信息的存储、显示、转换、处理等方面的内容。在特种设备领域当中,光电信息技术正在得到越来越广泛的应用,有效地提高了特种设备的安全性能。

1 特种设备与光电信息技术的基本概述

1.1 特种设备

特种设备指的是具有较大危险性,甚至会威胁到人们生命安全的设备,如锅炉、压力管道、压力容器、电梯、起重设备、大型游乐设施、客运索道、场内专用机动车辆等。其中,机电类特种设备主要包括客运索道、电梯、大型游乐设施、起重设备等,承压类特种设备则主要包括压力管道、压力容器、锅炉等。由此可见,在人们的日常生活当中,特种设备发挥着至关重要的意义。[1]随着光电信息技术的发展和应用,在化学品、医疗、传统设备制造等行业和领域当中,都将光电信息技术应用与特种设备当中,使得特种设备的使用安全得到了良好的保证,其使用性能也得到了有效的提升。

1.2 光电信息技术

在当前社会中,随着科技的发展,新材料技术、生物技术、海洋开发技术、空间技术、新能源技术、信息技术等,并成为六大高技术群体。其中,光电信息技术的产生和发展,极大地推动了人类社会的进步。在科学领域当中,对于光电信息技术进行了严格的定义,其中包含了光学、超声波、微电子、光电子等多种技术,是一项综合性的信息技术,包含着光信息的辐射、探测、存储、显示、处理、转换、传播等方面的内容。[2]在信息技术产业革命中,光电信息技术是一项重要的技术。在光电信息技术的发展和应用当中,能够更好地提高人们的生活水平,而其在特种设备中的应用,也发挥了良好的作用。

2 光电信息技术在特种设备上的应用

2.1 医疗行业

在人们的日常生活中,医疗行业与人们的健康息息相关,因而需要应用到很多的设备。例如,胶囊型内窥镜,是一种带有摄像机的内窥镜,长度为2.3cm,直径为0.9cm。病人将其吞下,可以拍摄大肠、小肠、胃、十二指肠等部位的图像。应用此种特种设备,可以让病人免受传统检查中的痛苦。在胶囊行内窥镜当中,融合了电、机、光等微系统,被患者吞服之后,随着消化道蠕动前进,利用微型摄像机对数字图像进行拍摄,然后利用微波技术进行传输,最终随着患者排泄物排出体外。[3]在胶囊行内窥镜当中,次啊用了CMOS或CCD摄像机,通过体外微波或自身电池提供电能,同时通过微波将拍摄的图片传输到体外的控制装置,从而实现图像的打印、显示和记录。由此可见,在医疗行业特种设备当中,对光电信息技术的应用,取得了良好的效果。

2.2 日常工作

在人们的日常生活中,也常常会涉及应用了光电信息技术的特种设备,例如光控电焊眼罩,就是对光电遥控原理进行了应用。焊工在进行电焊的时候,需要防护面罩,以免强光刺激损伤眼睛。而在应用光电信息技术之后,可以利用液晶屏对传统的防护玻璃进行替代,这样,焊工在查看焊缝质量的时候,就无需频繁的摘带护目镜,能够更好地保护焊工的研究,同时也能够提升工作效率。另外,在印刷机纸张监控器中,也对光电继电器的原理进行了应用。利用该监控器,能够对每次印刷时使用一张纸进行监控,如果超过了一张纸,将会自动停止印刷,同时发出警报。此外,在路表的霓虹灯、路灯当中,将光敏二极管作为光敏器件,应用在自动控制电路中,能够有效地提高霓虹灯控制的灵敏度。

2.3 传统制造业

在传统制造业当中,锅炉的应用十分广泛,但是在实际应用中,锅炉具有很高的危险性,时常会发生爆炸等安全事故。[4]这些事故的主要原因大都在于水位计失灵,因此,可以利用光电信息技术,将双通道比色温度计应用其中,从而更好地解决这一问题。通过对适当电路和光电器件的应用,可以引入两个不同的波段,然后对两个光波段内辐射能量的比值进行测量,在经过易性的关系运算,从而得到被测物体的温度。在测量高温的时候,可以采用窄且靠近的波段,如果辐射能量较小,则选用两个较宽较靠近的波段,这样,在实际应用中,能够对黑度系数造成的影响进行降低。装通道比色温度计具有两个光电器件和两个通道,具有良好的稳定性和正确性。因此,在锅炉这样的特种设备中应用光电信息技术,能够有效地降低安全事故。

3 结语

作为一项十分先进的技术,光电信息技术在实际应用中发挥出了良好的效果,在各个相关领域中,都得到了极大的应用。对于特种设备来说,由于其与人们的生命财产安全息息相关,因此,将光电信息技术应用其中,能够有效地提高特种设备的安全性能,从而发挥出更为良好的作用。

参考文献:

[1]李焱,张海波,张强,董宇星.惯导平台下舰载光电设备舷角正交测距技术[J].仪器仪表学报,2014(01):8-14.

[2]爱孟斯坦.光电信息技术在特种设备上的应用探讨[J].电子技术与软件工程,2014(05):133-134.

[3]楼侃.浅析光电信息技术在特种设备上的应用[J].中小企业管理与科技(上),2013(08):293-294.

[4]王雯雯,业成,宫宁生,周玉华.二维码与水印技术在特种设备防伪和信息追踪中的应用[J].中国特种设备安全,2014(11):1-4+9.

作者简介:唐光远(1995—),男,河北唐山人,沈阳理工大学学生。

何婉昀(1997—),女,辽宁辽阳人,沈阳理工大学学生。

信息显示与光电技术专业就业前景 第5篇

工学-电气信息类

排名:

电气信息类共34个专业,信息显示与光电技术专业在电气信息类专业中排名第31。

光电信息技术简介 第6篇

董祥美 周钰博 陈家璧

(上海理工大学光学与电子信息工程学院 上海 200093)

摘 要光电信息技术是光子技术与电子技术相结合的一门全新的、交叉性学科。其实验环节已经成为高等院校中应用物理学和光信息科学与技术等本科专业必修的一门重要的专业实验课程。上海理工大学光电信息技术专业实验室从2000年开始投入建设,形成五门独立的系列实验;通过8年的教学实践,目前已经完成1500多本科学生的实验教学工作,并获得“上海市本科实验教学示范中心”称号。

关键字 光电信息技术 实验室建设 实验教学

The construction of the Optical and Electronics Information

laboratory

Dong xiang-mei, Zhou yu-bo, Chen jia-bi

(College of Optical and Electronics, University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093, China)

Abstract: The technology of Optical and Electronics Information is a new cross-discipline which is a combination of photon technology and electronics technology.As a important experiment course, to some undergraduate majors such as: the applied physics, optical information and technology, this experiment course is a obligatory course.The laboratory of College of Optical and Electronics, University of Shanghai for Science and Technology, was founded in 2000, has five independent series experiment courses.With the 8 years development and accumulation of teaching experience, now, it has completed the experiment education to 1500 students.At the same time, The title of ‘demonstration center of shang hai undergraduate experimental teaching’has been obtained.Keywords: Optical and Electronics Information, construction of laboratory, experiment teaching,0前言

光电信息技术是光子技术与电子技术相结合的一门全新的、交叉性学科。它的特点是:理工复合、注重基础;应用面广、实践性强。光电信息技术实验课程已经成为高等院校中应用物理学和光信息科学与技术等本科专业必修的一门重要的专业实验课程。因此,围绕该专业方向和培养目标,建设一个较为完善的专业实验室,是一项十分重要的工作。本文基于我们在一线教学实践经验,对我校光电信息技术实验教学过程进行剖析,从以下几个方面对光电信息技术专业实验课程建设进行探索。

1实验室程体系建设

我校光电信息技术专业实验课程建设时,始终坚持以学生的实践能力和创新能力培养为核心,增加综合性、设计性实验、研究创新型实验为指导思想。已经把光电信息类专业的基础课打通,按照光电信息类专业的培养目标和所需技能要求,把各门课程的实验提炼整合,去重、去肿,由专业基础到专业,分层次、形成阶梯型五门独立的系列实验:工程光学系列实验、激光与信息光学技术系列实验、光电信息技术系列实验、光通讯系列实验和光通信仿真[1,2]

设计系列实验。规定各系列实验均为必修课程,具有独立实践学分。通过系列实验的设置,引导学生从实验的角度去认识了解一门专业课程或某个光学领域的基础技术和基本技能,循序渐进的掌握实验技能,通过对实验现象的剖析,逐步上升到分析、解决普遍问题的能力提高层次上来。

专业实验的设立也没有完全抛开理论教学,针对理论课程的教学,并行地穿插开设了以认知性和验证性为主的课程实验,与理论课程相辅相成,以增强教学效果。为了适应交叉学科的发展,以及不同学课背景的交融,针对当前研究的热点,开设了跨专业选修课,激发了同学的兴趣和热情。

1.1 工程光学实验平台

该实验平台是专业基础实验平台,由8套由德国研制的实验设备组成。整个实验平台可以开展焦距测量、入瞳参数测量、近视、远视成因及校正、显微、望远系统参数的测量及偏心摄影验光等二十多个实验项目。该实验平台主要针对刚刚接触专业课程的低年级学生,一般以认知性和验证性实验为主,要求学生掌握基础知识、基本技能。

1.2 激光与信息光学技术实验平台

该实验平台是专业基础实验平台,由8套由浙江大学研制的实验设备组成。整个实验平台可以开展用干涉原理进行面型测量、用衍射原理进行细丝、微孔直径测量以及利用4f系统进行光学频谱分析等二十多个实验项目。该实验平台主要针对刚完成专业基础课学习,掌握一定专业基础知识的低年级同学。学习如何把光学理论与工程实际相联系。

1.3 光电信息技术实验平台

该实验平台是专业实验平台,由8套由浙江大学研制的实验设备组成。整个实验平台可以开展常见光敏器件,如光电池、光电阻等,辨向电路、报警器以及综合设计等18个实验。该实验平台主要针对完成专业基础知识及专业知识学习后的高年级同学,以设计性、综合性实验为主。

1.4 光通信实验平台

光通信实验平台是专业实验平台,由8套由北京理工研制的实验设备组成。整个实验平台可以进行光纤特性测试、光-电和电-光信号转换、码型转换,WDM系统等十多个实验。该实验平台主要针对完成专业基础知识及专业知识学习后的高年级同学,以设计性、综合性实验为主。

1.5 软件仿真平台

终所周知,光学理论比较抽象,必须结合实验教学才能达到理想效果。然而,光学实验环境要求苛刻,设备购置费用较高,而且实验项目的开展往往受到硬件限制。因此,在建设光电信息专业实验平台硬件基础上,同时,建立起软件设计、仿真软件平台。如,光学系统设计软件——ZEMAX、国际上流行的光通信仿真设计软件——VPT。这样学生可以不仅可以完成一些过去因条件限制根本无法完成的综合性、设计性实验和课程设计,更主要的是学生可以利用这些工程软件平台进行设计、仿真分析、反复修改,增强能力,提高了将来就业的竞争实力,颇受学生欢迎。实验室队伍建设

人的因素是实验室建设的关键因素。光电信息技术课程涉及到光、机、电和控制多学科专业知识,内容负责,应用性强,这就对光电信息技术实验的师资队伍提出了更高的要求。因此要建设成一个高水平、高效益的光电信息技术专业实验室,使之成为培养高素质创新人才的重要基地,必须建设一支业务精、素质好、爱岗敬业的实验室人员队伍[3]。

1.加强力量,教师参与实验室工作,学术带头人进实验室,参与实验室建设的总体规划

和教学大纲修订,形成一支结构合理的队伍。

2.量化管理,奖罚分明,提高实验室人员的工作积极性。按教学、科研和管理等三方面

综合对实验室人员进行考评和评聘制度。而不是一味地从某一方面来衡量和认可。

3建设实践与效果

在学校和学院的大力支持下,光电信息技术实验室经过2000年的第一期建设和2004年的第二期建设以及后续建设,共投资600万元,目前在硬件条件、师资力量都已经达到了一定的规模。目前已经完成7届共计1500本科学生的教学工作。

经过几年的教学实践,光电信息实验教学深受学生的欢迎。学生对课程实验的积极性更高,更加主动,学生更乐意在实验课上下功夫。表现在以下几个方面:

1.参与实验室建设,自己动手开发新实验。例如在光通信系列实验的综合设计性实验

中,学生对实验仪器进行二次开发,自己设计制作了光纤通信电话语音双向传输接口模块,从电路设计到制板、从外形设计到安装调试都由学生独立完成。

2.在设计型实验中,鼓励同学进行创造性思维思考问题,涌现出许多奇思妙想,不少

设计不仅获得了学校创新基金的鼓励,还申请了发明专利。例如“光学棱镜组合密码锁”、“自动脉搏测试仪”、“利用柱面镜的安全光幕”[4]等。

3.积极参加各种设计性竞赛。在全国大学生设计大赛、全国数学建模大赛、中国国际

发明奖展览会等都获得优秀的成绩

4.2007年,光电信息实验中心获得上海市本科实验教学示范中心称号。

参考文献:

光电信息技术简介 第7篇

光电传感器因其灵敏轻便等优势而被广泛应用于自动化设备检测装置中。20世纪80年代,美国军事领域开始应用光电传感器信息融合技术;2013年3月15日,美国国防先期计划研究局(DARPA)公布了在阿灵顿召开的已进入第二阶段的MIST-LR项目会议,指出在未来的第三阶段,将开发出能够提升飞行器性能的原型系统传感器,极大发挥其在民用和军事两个方面的助推器作用。

1 应用必要

第一,光电传感器获取信息的过程实际是一个多对一的对应抽样过程,在将客观世界空间的信息传输至传感器这一过程中信息丢失的问题难以避免;第二,军事领域中光电传感器的数量庞大,急需处理的信息量也繁多冗杂,这些都会给人工处理带来一定困扰,而光电传感器信息融合技术的应用巧妙地解决了这一信息综合处理的难题;第三,应用环境决定了光电传感器性能发挥的好坏,但截至目前尚未有一个国家可以开发出适用于任何环境下且性能优于其他类型的光电传感器。

2 概念优点

光电传感器信息融合的过程正是为了完成目标分类、识别及跟踪等任务而进行信息自动分析综合处理的过程。军事领域中的目标识别及跟踪可以实现光电传感器目标属性中的监视功能,有利于精确定位与预估判决。我国航天技术的高速发展离不开当前最热门的技术之一――航天技术上光电传感器信息融合技术,它能够有效提高空间的分辨率和系统的可靠性,无疑成为我国GDP增长的“助推器”。

3 工作原理

光电传感器能够有效检测到光强度变化的情况并将光强度的变化转换为电信号的变化。通常情况下,光电传感器这种小型电子设备由三部分组成:发送器、接收器与检测电路。发送器负责向目标发射来源于发光二极管、激光二极管及红外射二极管等的光束,不间断发射出的光束经过像光圈、透镜这种光学元件后达到由光电二极管、光电三极管及光电池构成的接收器中,接收器接收到光束后会将其传输至能够过滤该信号是否有效并决定是否应用的检测电路。详细流程见下图所示。

需要强调的一点是发射板和光导纤维作为光电传感器结构元件的一种也独具特色。众所周知,三角形的结构最为稳定,因此由极细小的三角锥体反射材料组成的三角反射板是一种能保证光束可以准确无误地从反射板返回的发射装置,其结构极其稳固且具有极强的实用性。

4 应用领域

4.1研制抄表系统

为及时结算用户的电费,一般由电力部门派专门的抄表人员到有关用户处定期走家串户地查看、抄写设置在现场的电能表,通过人工读取、记录、计算和收费。这不仅浪费人力,而且还会因人工读取造成不必要的误差,给用户带来不必要的麻烦和损失,甚至会发生不法分子假冒抄表人员入室作案而影响社会治安。因此,无论是电力部门还是用户们均迫切要求改变当前的落后状态。随着微电子技术、传感器技术、计算机技术及现代通讯技术的发展,可以利用光电传感器来研制自动抄表系统。

电能表的铝盘受电涡流和磁场的作用下产生的转矩驱动而旋转,采用光电传感器则可将铝盘的转数转换成脉冲数。如在旋转的光亮的铝盘上局部涂黑,再配以反射式光电发射接收对管,则当铝盘旋转时在局部涂黑处便产生脉冲,并可将铝盘的转数采样转换为相应的脉冲数,并经光电耦合隔离电路,送至CPU的T0端口进行计数处理。采用光电耦合隔离器可以有效地防止干扰信号进入微机,再结合其它传输方式便可形成自动抄表系统。目前自动抄表系统没有大规模使用与当前的技术有莫大关系,这套技术还有很多需要改进之处,相信在未来几年随着技术的发展,自动抄表将在全国范围内实现。

4.2节能灯具设计

光敏传感器、红外传感器、颜色传感器已进入各种自控节能LED照明系统的设计方案之中,它们的自主控制、方便应用使得不少公共照明LED灯具和居家照明灯具实现智能化。光电传感器可以协助公共照明的LED灯具实现灯光的自动开启关闭,可以智能的感应人和车辆进出而自动开关灯光,可以智慧的控制LED灯光开启的时间和控制亮度,甚至按人类的意愿自动调整光线的色温,营造人类想要的光氛围。

4.2.1光敏传感器应用

光敏传感器中最简单的电子器件是光敏电阻,它能感应光线的明暗变化,输出微弱的电信号,通过简单电子线路放大处理,可以控制LED灯具的自动开关。对于远程的照明灯具,如街灯、庭院灯、草坪灯等都可经济而简单的实现节能自动控制。太阳能路灯本身是利用太阳光发电、储能的LED照明灯具,无需电网供电也就无需架设成本不菲的输电线路,因此使用光敏传感器可以实现极低成本、自动开启关闭的节能管理。

4.2.2红外传感器应用

红外热释电传感器(PIR)在LED照明中的应用已有近十年的`历史。红外传感器的视角有限,需要搭配菲涅尔透镜才能扩大探测区,才能监视移动的热源(人或车)。菲涅尔透镜有两个作用:一是聚焦作用,将热释红外信号折射在PIR上;二是将探测区内分为若干个明区和暗区,使进入探测区的人能以温度变化的形式在PIR上产生变化的热释红外信号。

4.3航天技术应用

我国神舟十号发射成功后到与天宫一号的自动交会对接,2000多项航天技术成果移植国民经济成为经济发展“倍增器”,其中光电传感器技术发挥了重要作用。神舟十号和天宫一号对接机构十分复杂,由上百个传感器、上千轴承组合而成。对接任务要求严丝合缝且不能漏气。另外考虑到飞行器在太空环境中失重要经历高低温的变化,因此必须保证对接时不出现故障。手控交会对接时要有精确的传感器测量设备,不断测量两个飞行器之间的距离、相对速度和姿态等,稍有差池后果不堪设想。最后对接时,要求轴向误差≤18cm。这些对航天员的身心都是极大的挑战,要求他们具有极高的眼手协调性、操作精细性和过硬的心理素质等。在交会对接的过程中,航天员需要紧盯电视图像,根据实时传输的数据让两个航天器一点点逼近,根据仔细计算决定速度变化方案完成交会对接,其中传感器起到决定性作用,为实现航天梦奠定最强基础。

4.4工业自动化装置

光电传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,在工业上常用于非接触测量物位、距离和条码等信息,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。随着现代检测技术的发展出现了很多新型的光电传感器,特别是CCD图像传感器的诞生,为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。相关应用行业的系列产品如下:

1)光电式烟雾报警器。没有烟雾时,发光二极管发出的光线直线传播,光电三极管没有接收信号,没有输出;有烟雾时,发光二极管发出的光线被烟雾颗粒折射,使三极管接受到光线,有信号输出,发出报警。如今频遭吐槽的雾霾天气说明环境污染问题严重,而光电式烟雾报警器则可通过光在烟道里传输过程的变化检测到烟道中的烟尘浊度;2)点钞机的计数传感器。具有结构微型化、操作简便化、使用耐用型等特点的点钞机在我们的日常生活中应用频繁,其不光在金融机构中被大量使用,也逐渐成为一些大型企事业单位必备的办公用品,成就其的正是结构简单、响应速度快、精确度高的光电传感器。点钞机的技术传感器采用两组由一个红外发光二极管和一个接收红外光的光敏三极管组成的红外光电传感器,没有钞票时,接收管受光照导通而输出为0;有钞票时,接收管光通量不足而输出为1且产生一个脉冲信号,经检测电路输入至负责计数和显示的单片机。只有不断提升光电传感器的性能,才能满足商业经济和财务自动化日新月异变化而产生的高要求。

参考文献

[1]黄斌.基于多传感器信息融合的节能控制系统.测控技术,2013(4).

[2]赵娟妮.多传感器数据融合技术及其在光伏电站监控系统中的应用.科技信息,2013(7).

[3]魏宏飞,赵慧.多传感器信息融合技术在火灾报警系统的应用[J].现代电子技术,2013(6).

《光电技术应用》期刊简介 第8篇

《光电技术应用》期刊是中国电子科技集团公司主管,中国电子科技集团公司光电研究院主办,公开发行的学术性中文科技期刊。以光电技术为主要专业特色,传播光电技术、光电系统应用技术专业领域的先进科技信息,报道新型科技成果,推动工程技术交流,促进行业科技进步与发展。

期刊已成为《中国核心期刊(遴选)数据库》收录期刊、《中文科技期刊数据库》收录期刊、《中国期刊全文数据库》全文收录期刊、《中国学术期刊综合评价数据库》统计源期刊、美国《乌利希期刊指南》收录期刊。期刊的影响因子连续几年上升,2015年入选《中国学术期刊影响因子年报》统计源期刊。

因主办单位搬迁,从即日起期刊编辑部通信地址变更为天津市空港经济区纬五道9号,邮编为300308。电话:022-59067938。投稿邮箱:aoe-cetc@vip.163.com。原邮箱nloe@vip.163.com继续使用至2016年12月31日。竭诚欢迎广大读者踊跃投稿。

光电信息技术简介 第9篇

关键词:中职;光电信息技术;专业建设;课程体系

中图分类号:G710文献标识码:A文章编号:1005-1422(2016)01-0043-03

一、广东光电信息技术技能型人才需求现状

光电信息产业是否成功,最重要的条件是人才。广东光电信息产业主要集中在光电照明、光电信息显示以及光通讯,以光电照明与光电信息显示行业来说,产品现已占据我国相关市场份额半壁以上江山,保守预估相关从业人员至少100万以上,高技能型专业人才需求,保守估计(包括转岗人员),每年新增需求至少在20%以上,那么每年新增光电信息技术专业(光电照明、光电信息显示)高技能型人才将达到20万人以上。

二、专业建设的探索与实践

(一) 树立综合职业能力培养目标的指导思想

职业教育的职业性决定了其要以职业定向为基本特征,使受教育者掌握专门的实用知识、技能和技巧,而职业教育的教育性则决定其要以教育的本质即育人为出发点、落脚点,职业性、技术性与教育性并存,是职业教育这一教育类型的特色和本质所在,无论偏颇哪一方面都会迷失方向,影响学生的可持续发展。因此,在教给学生切实可用的专业技术的同时,也应注重培养他们分析、判断与解决问题的综合职业能力,同时更应在专业教学中渗透职业素养教育,全面培养学生“学会学习、学会做事、学会做人”的能力和素养。总体而言,即要求树立以培养学生“方法能力、社会能力与专业能力”为宗旨的课程体系开发思想。

(二) 光电信息技术领域学习课程体系的构建

1.光电信息技术学习领域课程体系的构建过程

按照学习领域课程体系的开发流程,在对广东省内具有代表性光电信息类企业的职业岗位设置与典型工作任务进行大量调研、对已毕业学生进行问卷调查以及对开设有光电信息技术类专业的职业院校调研的基础上,聘请职业岗位群所对应的企业技术专家、生产一线技术人员(企业实践专家)、职业教育专家、课程开发专家和专业带头人、骨干教师,分析光电信息类企业典型职业岗位和典型工作任务,并根据典型工作任务提出应该具备的综合职业能力。在此基础上根据能力复杂程度整合典型工作任务形成职业能力领域,经过归纳与选择,确定行动领域,开发具有地方特色的基于工作过程的光电信息技术专业课程体系。开发过程如图1 所示。

2.光电信息学习领域课程体系的重构

本课题组通过对广东光电信息产业现状的分析,对广东光电信息行业协会、珠三角有代表性的光电信息企业、毕业生以及开设有相关专业的职业院校进行调研,结合广东省电子职业技术学校的办学特点与优势,确立LED照明与信息显示应用为我校光电信息技术专业未来的发展方向,通过聘请广东省半导体照明协会以及相关企业技术专家、职教专家、课程开发专家、专业带头人以及骨干教师等组成专家组,对广东LED照明及信息显示岗位群进行了详细分析,采用基于工作过程导向的课程开发模式,对光电信息技术专业的课程体系进行了重构,具体见图2所示。

方法能力

1.分析判断、学习以及思维能力;2.较强的文字功底,能按说明书的要求作业、书写报告等;

3.计算机基础应用能力;4.较强的安全意识

社会能力

1.良好的职业道德;2.团队合作精神;3.身心健康;

4.沟通协调和语言表达能力;5.职业生涯发展规划

专业能力

1.LED基础知识与产品工艺流程;

2.识读爆炸图;

3.识读工艺规程,按规程操作;

4.正确使用常见电子测量仪器与设备,掌握其维护与保养知识;

5.扎实的电路分析能力;

6.常见电子元器件的基本知识;

7.掌握SMT贴片机操作与维护方法;

8.掌握安全用电知识

1.熟悉产品性能及指标参数;

2.现场取景及与工程方案规划与设计能力;

3.具有工程制图能力,编制工艺文件,绘制施工图;

4.工程项目的安装与调试能力;

5.工程项目的基本管理能力;

6.扎实的电路分析能力;

7.掌握安全用电知识

1.熟悉光特性以及光学系统的基本知识;

2.具有扎实的电路分析与设计能力;

3.较强的软件设计能力;

4.熟练使用电路辅助设计软件;

5.能运用常见电子测量仪器对电路进行检测与分析;

6.掌握安全用电知识

1.熟悉本单位以及竞争对手产品性能及指标参数;

2.目标客户定位与开发;

3.营销规划与方案制定;

专业能力

培养课程光电子技术基础、电子工艺与技能实训、电子测量仪器使用与维护、电工技术基础与技能、照明系统安装与调试、LED显示屏安装、调试与检修、SMT操作与维护、单片机原理及应用、车间管理技术

LED照明工程及应用、LED显示技术及应用、图形图像处理、工程制图与CAD、电工技术基础与技能光电子技术基础、工民建基础、钳工基础与技能、计算机网络基础、项目管理基础

照明光学设计、LED照明系统分析与设计、LED驱动电源技术、光电子技术、单片机及接口技术应用、LED显示技术及应用、电子线路CAD、电子测量技术、电工技术基础与技能

市场营销与实务、客户关系管理、LED照明工程及应用、LED信息显示技术及应用

方法能力

培养课程语文、安全教育、计算机基础

社会能力

培养课程德育、体育与健康、职业生涯发展规划、人际交往与口才

图2以工作过程为导向的光电信息专业课程体系

通过以上的分析可知,广东光电信息产业LED照明与信息显示方向岗位需求众多,各岗位所要求的专业能力也有很大的不同,作为职业院校,一个专业方向培养的学生不可能面面俱到,应结合本地产业需求特点、本校的办学特点与方向、毕业生的就业意愿综合考虑专业设置方向,本课题组经过多方调研与分析,结合我校的特点,定位毕业生的主要工作岗位为LED照明及信息显示产品维修,根据毕业生职业发展的需要,定位迁移岗位为LED工程规划与设计,开设的主要专业技能课程有:LED照明工程及应用、LED显示技术及应用、图形图像处理、工程制图与CAD、电工技术基础与技能、光电子技术基础、电子工艺与技能实训、单片机原理及应用、电子测量仪器使用与维护等。

中职光电信息技术专业建设的探索与实践

3.课程标准体系的建设

课程标准体系是人才培养的核心,我校在进行光电信息技术专业建设的过程中,会同光电信息行业协会与龙头企业紧密合作,基于工作过程导向,校企共建项目课程标准体系,下面以LED照明工程及应用为例进行具体阐述:

1.熟悉照明系统设计师职业资格标准;

2.具有照明设计、景观设计、室内设计或建筑设计类相关专业背景;

3.具有一定的电工技术基础与实训能力,有从业资格证;

4.熟练使用图形图像处理与光学仿真软件;

5.能熟练使用照明系统安装与调试工具与仪表

在进行课程标准体系的建设过程之中,除按上表要求制定该课程标准体系之外,还要求将职业综合能力培养与职业资格证书的获取相结合、学生实训项目与企业项目相结合、教室与车间相结合的三结合模式,以校企合作为基础,真正做到以典型工作任务引领专业知识学习,以职业资格证书的标准规范课程内容,以工作岗位技能淬炼师生技能,将职业标准融入职业教育课程体系,使课程能够提供给学生实际工作中所需要的知识、技能与综合职业素养,使学生毕业即能就业。

三、教学团队建设

课程体系的实施主要靠教师来执行,教师的教育教学能力直接决定了课程体系实施的功效。为顺利开展专业建设,我校多年来坚持通过多种途径加强师资队伍建设。一是走出去:出国培训、国家级(省级)骨干教师培训、企业实践、行业资格认证培训等;二是引进来:聘请行业协会、企业、专业领域知名专家、技术骨干以及能工巧匠到校任教、培训与交流,开展多种形式的教育教学活动,专、兼职均可,加强专业基础扎实、技能突出的中青年教师队伍建设;三是内部挖潜:通过组织本校教学名师、专业带头人以及骨干教师定期开展教育教学研究,带动中青年教师迅速成长。通过以上方式构建了一支以专业带头人、骨干教师、多技能教师以及企业与行业协会等兼职教师为主体的高水平、高素质、专兼结合的教学团队。

由于中职生源绝大部分是初中毕业没能考取普通高中的学生,是单一教育评价体系的“失败者”,当他们进入中职学校后,面临由普通教育向职业教育转变,发展方向由升学为主向就业为主转变,使中职学生直面社会和职业选择产生了种种困扰和心理问题,这就要求中职学校的教师不仅要有较强的教育教学专业能力、指导实践的实操能力,还需要有指导学生就业的职业指导能力和疏导、调节学生心理问题的能力。

四、教材建设

成立由专业带头人、骨干专任教师和企业技术专家、能工巧匠组成的课程开发团队,课程开发团队根据制定的课程教学大纲与课程标准体系,编写适应任务驱动教学的教材以及开发相应数字资源,确保工学结合的人才培养质量。建立教材编写立项制度,联合企业加强监督与指导,对立项的教材在经费上给予保证。课程建设以教材建设为核心,打破传统学科体系的限制,紧密结合光电信息技术职业需要,突出教材的职业性、应用性和工作过程性。开发出基于“工作过程导向”项目驱动式,适应“教、学、做”一体教学模式要求的专业教材。

五、实训基地建设

光电信息技术专业实训基地的建设主要遵循校企合作,以校为主的原则,建设成特色鲜明、功能完善、技术先进,具有真实工作环境的实训基地,使它既能承担本校光电信息专业学生实训,又能承担光电信息专业企业与社会培训的实训,同时也能为广州地区同类职业院校提供有益的借鉴。

校内实训基地的建设。组建光电子基础实训室(与电子基础实训室共建)、电子工艺与技能理实一体化课室、电工基础实训室、图形图像处理实训室、计算机辅助设计实训室、单片机应用技术实训室、光电信息综合实训室等,满足光电信息专业实训、培训的需要。在组建过程之中,专业系部充分征求行业协会与企业专家意见,组织骨干教师主动参与实训设备的设计与研发,与实训设备厂家一起建设光电信息专业实训室。

校企合作,共建实训基地。采取的方式主要是学校提供场地及部分改造经费,企业提供设备、技术与师资支持,共同组建企业冠名实训室,企业定期选派技术骨干人员到校为学生讲授相关专业技能,同时也承担部分企业员工的专业技能培训任务,由双方共同管理。

校外实训基地的建设。为进一步加强校企合作,通过联合一些知名光电信息企业(广州市鸿利光电、佛山市国星光电等)以及广东省半导体照明产业协会等行业协会,筹组我校光电信息技术专业校外联合实训基地,将职业岗位工作过程融入到生产性实训与顶岗实习之中,提高了学生的就业能力,更好地满足社会需求。

参考文献:

[1]赵志群.职业教育学习领域课程及课程开发[J].徐州建筑职业技术学院学报,2010(6).

[2]冯艳妮,刘培培.基于工作过程导向的中职光电子技术专业课程体系研究与实践[J].职教通讯,2013(12).

[3]黄正轴,胡峥.在专业教学中渗透职业素养教育[J].机械职业教育,2011(2).

[4]刘哲.基于工作过程的课程开发方法[J].中国职业技术教育,2008(16).

光电公司简介 第10篇

友达光电股份有限公司(简称:友达光电)原名为达碁科技,成立于8月,与联友光电合并后更名为友达光电,再度并购广辉电子。经过两次合并,友达得以拥有制造完备大中小尺寸面板的各世代生产线。友达光电亦是全球第一家于纽约证交所(NYSE)股票公开上市之TFT-LCD设计、制造及研发公司。友达光电率先导入能源管理平台,为全球第一家获得ISO50001能源管理系统认证和ISO14045生态效益评估的产品系统验证的制造业者,并连续于/、2011/入选道琼世界永续性指数成份股,为产业树立重要里程碑。

龙腾光电展台设计搭建简介 第11篇

龙腾光电展台设计搭建简介

昆山龙腾光电有限公司成立于2005年7月12日,位于国家级昆山经济技术开发区、国家级光电产业园内。由昆山经济技术开发区资产经营有限公司与龙腾控股有限公司共同出资组建,投资总额15.69亿美元,中方控股51%,是中国第三座从事五代线液晶面板产品的研发、生产和销售的高新技术企业。

昆山龙腾光电有限公司目前产能为11万片/月以上的玻璃基板处理能力,是国内最具生产规模的五代线TFT-LCD生产企业。公司员工总数约5000人,其中本科以上学历占70%以上,同时拥有来自日本、台湾TFT-LCD专业技术精英及国内一大批产业研发、生产管理人才。昆山龙腾光电有限公司的技术开发产品和量产产品已涵盖了手持移动、笔记本电脑、台式显示器及液晶电视等液晶显示面板生产,产品规格由2.7寸-27寸之间,未来龙腾还将为全球面板市场提供更高端更多样化的产品选择。

昆山龙腾光电有限公司始终致力于自主技术与核心专利的研发,引进消化吸收再创新,制定知识产权战略发展规划,积极从事专利申请、将专利申请数视为绩效评核标准,不断创造企业自主知识产权。以较大的研发资金投入构建科研技术平台,先后建成国家级博士后科研工作站、江苏省平板显示技术研究院等众多科研、产学合作、公共服务设施机构。同时担任江苏省上下游骨干企业和国内著名高校联合组建的“江苏省平板显示产业技术创新战略联盟”首届理事长单位。

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勇于创新的龙腾人,将凭借雄厚的科技实力,过硬的产品质量,把龙腾光电打造成中国液晶显示面板行业的领航者,全球液晶显示面板市场的强力竞争者。

光电探测器简介、现状及分析 第12篇

摘要

概述了光电探测器的分类和基本原理,并从材料体系的选择和器件的主要应用等方面阐述了光电探测器国内外研究现状,预测了硅基雪崩光电探测器在军事和激光雷达等方向的应用前景

关键词 光电探测器 分类 原理 发展现状

一 光电探测器原理

光子型探测器(photon detector)利用外光电效应或内光电效应制成的辐射探测器,也称光电型探测器。探测器中的电子直接吸收光子的能量,使运动状态发生变化而产生电信号,常用于探测红外辐射和可见光。

用外光电效应制成的光子型探测器是真空电子器件,如光电管、光电倍增管和红外变像管等。这些器件都包含一个对光子敏感的光电阴极,当光子投射到光电阴极上时,光子可能被光电阴极中的电子吸收,获得足够大能量的电子能逸出光电阴极而成为自由的光电子。在光电管中,光电子在带正电的阳极的作用下运动,构成光电流。光电倍增管与光电管的差别在于,在光电倍增管的光电阴极与阳极之间设置了多个电位逐级上升并能产生二次电子的电极(称为打拿极)。从光电阴极逸出的光电子在打拿极电压的加速下与打拿极碰撞,发生倍增效应,最后形成较大的光电流信号。因此,光电倍增管具有比光电管高得多的灵敏度。红外变像管是一种红外-可见图像转换器,它由光电阴极、阳极和一个简单的电子光学系统组成。光电子在受到阳极加速的同时又受到电子光学系统的聚焦,当它们撞击在与阳极相连的磷光屏上时,便发出绿色的光像信号

特点:入射光子和材料中的电子发生各种直接相互作用即光电子效应 所用的材料:大多数为半导体。根据效应发生的部位和性质分为

1.外光电效应:发生在物质表面上的光电转化现象,主要包括光阴极直接向外部发射电子的现象。典型的例子是物质表面的光电发射。这种效应多发生于金属和金属物。

2.内光电效应:指发生在物质内部的光电转化现象,特别是半导体内部载流子发生效应,这种效应多发生于半导体内。

二 光电探测器分类

2.1 外光电效应探测器

外光电效应:当光照射某种物质时,若入射的光子能量 足够大,它和物质中的电子相互作用,致使电子逸出物质表面,这就是外光电效应,逸出物质表面的电子叫做光电子

2.11 光电管

光电管(phototube)基于外光电效应的基本光电转换器件。光电管可使光信号转换成电信号。光电管分为真空光电管和充气光电管两种。光电管的典型结构是将球形玻璃壳抽成真空,在内半球面上涂一层光电材料作为阴极,球心放置小球形或小环形金属作为阳极。若球内充低压惰性气体就成为充气光电管。光电子在飞向阳极的过程中与气体分子碰撞而使气体电离,可增加光电管的灵敏度。用作光电阴极的金属有碱金属、汞、金、银等,可适合不同波段的需要。光电管灵敏度低、体积大、易破损,已被固体光电器件所代替。光电管原理是光电效应。一种是半导体材料类型的光电管,它的工作原理光电二极管又叫光敏二极管,是利用半导体的光敏特性制造的光接受器件。当光照强度增加时,PN结两侧的P区和N区因本征激发产生的少数载流子浓度增多,如果二极管反偏,则反向电流增大,因此,光电二极管的反向电流随光照的增加而上升。光电二极管是一种特殊的二极管,它工作在反向偏置状态下。常见的半导体材料有硅、锗等。如我们楼道用的光控开关。还有一种是电子管类型的光电管,它的工作原理用碱金属(如钾、钠、铯等)做成一个曲面作为阴极,另一个极为阳极,两极间加上正向电压,这样当有光照射时,碱金属产生电子,就会形成一束光电子电流,从而使两极间导通,光照消失,光电子流也消失,使两极间断开光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。金属表面在光辐照作用下发射电子的效应,发射出来的电子叫做光电子。光波长小于某一临界值时方能发射电子,即极限波长,对应的光的频率叫做极限频率。临界值取决于金属材料,而发射电子的能量取决于光的 波长而与光强度无关,这一点无法用光的波动性解释。还有一点与光的波动性相矛盾,即光电效应的瞬时性,按波动性理论,如果入射光较弱,照射的时间要长一些,金属中的电子才能积累住足够的能量,飞出金属表面。可事实是,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,不超过十的负九次方秒。正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。这种解释为爱因斯坦所提出。光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现,对发展量子理论起了根本性作用,在光的照射下,使物体中的电子脱出的现象叫做光电效应(Photoelectric effect)。光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏打效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。

光电效应里,电子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直于金属表面射出,与光照方向无关,光是电磁波,但是光是高频震荡的正交电磁场,振幅很小,不会对电子射出方向产生影响

2.12 光电倍增管

将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。光电倍增管用在光学测量仪器和光谱分析仪器中。它能在低能级光度学和光谱学方面测量波长200~1200纳米的极微弱辐射功率。闪烁计数器的出现,扩大了光电倍增管的应用范围。激光检测仪器的发展与采用光电倍增管作为有效接收器密切有关。电视电影的发射和图象传送也离不开光电倍增管。光电倍增管广泛地应用在冶金、电子、机械、化工、地质、医疗、核工业、天文和宇宙空间研究等领域。(《中国大百科全书·电子学与计算机》)电倍增管是进一步提高光电管灵敏度的光电转换器件。管内除光电阴极和阳极外,两极间还放置多个瓦形倍增电极。使用时相邻两倍增电极间均加有电压用来加速电子。光电阴极受光照后释放出光电子,在电场作用下射向第一倍增电极,引起电子的二次发射,激发出更多的电子,然后在电场作用下飞向下一个倍增电极,又激发出更多的电子。如此电子数不断倍增,阳极最后收集到的电子可增加 104~108倍,这使光电倍增管的灵敏度比普通光电管要高得多,可用来检测微弱光信号。光电倍增管高灵敏度和低噪声的特点使它在光测量方面获得广泛应用 由于光电倍增管增益高和响应时间短,又由于它的输出电流和入射光子数成正比,所以它被广泛使用在天体光度测量和天体分光光度测量中。其优点是:测量精度高,可以量比较暗弱的天体,还可以测量天体光度的快速变化。天文测光中,应用较多的是锑铯光阴极的倍增管,如RCA1P21。这种光电倍增管的极大量子效率在4200埃附近,为20%左右。还有一种双硷光阴极的光电倍增管,如GDB-53。它的信噪比的数值较RCA1P21大一个数量级,暗流很低。为了观测近红外区,常用多硷光阴极和砷化镓阴极的光电倍增管,后者量子效率最大可达50%。普通光电倍增管一次只能测量一个信息,即通道数为1。近来研制成多阳极光电倍增管,它相当于许多很细的倍增管组成的矩阵。由于通道数受阳极末端细金属丝的限制,目前只做到上百个通道。

光电倍增管可分成4个主要部分,分别是:光电阴极、电子光学输入系统、电子倍增系统、阳极。

2.2 内光电效应探测器

是光电效应的一种,主要由于光量子作用,引发物质电化学性质变化。内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。

光电导效应:当入射光子射入到半导体表面时,半导体吸收入射光子产生电子空穴对,使其自生电导增大。光生伏特效应:当一定波长的光照射非均匀半导体(如PN结),在自建场的作用下,半导体内部产生光电压

光生伏特效应:基于半导体PN结基础上的一种将光能转化成电能的效应。当入射辐射作用在半导体PN结上产生本征吸收时,价带中的光生空穴与导带中的光生电子在PN结内建电场的作用下分开,形成光生伏特电压或光生电流的现象。现代很多光电探测器都是基于内光电效应,其中光激载流子保留在材料内部,最重要的内光

电效应时光电导,本征光电导吸收一个光子,就会从价带激发到导带,产生一个自由电子,同时在价带产生一个空穴。对材料施加的电场导致了电子和空穴都通过材料传输,并随之在探测器电路中产生电流。基于内光电效应的探测器有光电导探测器,光伏探测器等等。

2.21 光电导探测器

利用半导体材料的光电导效应制成的一种光探测器件。所谓光电导效应,是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象。光电导探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等;在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。光电导体的另一应用是用它做摄像管靶面。为了避免光生载流子扩散引起图像模糊,连续薄膜靶面都用高阻多晶材料,如PbS-PRO、Sb2S3等。其他材料可采取镶嵌靶面的方法,整个靶面由约10万个单独探测器组成

工作原理和特性:光电导效应是内光电效应的一种。当照射的光子能量hv等于或大于半导体的禁带宽度Eg时,光子能够将价带中的电子激发到导带,从而产生导电的电子、空穴对,这就是本征光电导效应。这里h是普朗克常数,v是光子频率,Eg是材料的禁带宽度(单位为电子伏)。因此,本征光电导体的响应长波限λc为

λc=hoc/Eg=1.24/Eg(μm)

式中 c为光速。本征光电导材料的长波限受禁带宽度的限制.凡禁带宽度或杂质离化能合适的半导体材料都具有光电效应。但是制造实用性器件还要考虑性能、工艺、价格等因素。常用的光电导探测器材料在射线和可见光波段有:CBS、Cd Se、Cd Te、Si、Ge等;在近红外波段有:PbS、Pb Se、In-Sb、Hg0.75Cd0.25Te等;在长于8微米波段有:Hg1-excited、PbxSn1-x、Te、Si掺杂、Ge掺杂等;Cdr、Cd Se、PbS等材料可以由多晶薄膜形式制成光电导探测器。

2.22 光伏探测器

用半导体PN结光伏效应制成的器件称为光伏器件,也称结型光电器件。这类器件品种很多,其中包括:

光电池、光电二极管、光电晶体管、光电场效应管、PIN管、雪崩光电二极管、光可控硅、阵列式光电器件、象限式光电器件、位置敏感探测器(PSD)、光电耦合器件等

光伏探测器是在紫外、可见光、近红外、中波红和远红外这些光学波段上展开的。首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后通过光电探测器变成电信号输出,虽然点测量方法灵活多样,看测参数众多,但广电探测器的工作原理均是其余物质的光电效应。

三 国内外发展现状

3.1 英特尔高性能硅基雪崩光电探测器

2008年12月7日,英特尔公司宣布其研究团队在硅光电子学领域取得了又一项重大的技术突破,成功使用基于硅的雪崩光电探测器(Silicon-based Avalanche Photodector)实现了创世界纪录的高性能,这款雪崩光电探测器使用硅和CMOS工艺实现了有史以来最高的340GHz“增益-带宽积”,这为降低40Gbps或更高数据传输速度的光学链路的成本开启了大门,同时也第一次证明了硅光电子元器件的性能可以超过现有的使用磷化铟(lnP)等更昂贵传统材料制造的光电子元器件的性能。作为一项新兴技术,硅光电子学(Silicon Photonics)利用标准硅实现计算机和其它电子设备之间的光信息发送和接收。此项技术也可以应用于对带宽需求高度远程医疗和3D虚拟世界等未来数据密集型计算领域。3.2日本研制成高性能256×256长波量子点红外光电探测器

量子点红外光电探测器(QDIP)由于可以用成熟的常规GaAs工艺制备,近年来已受到人们的广泛关注。它不仅能够探测正入射光,而且还能在较高的温度下工作。这些都是量子阱红外光电探测器(QWIP)所难以比拟的。

日本国防部技术研究与发展研究所电子系统研究中心通过与富氏实验室有限公司等单位合作,用以分子束外延方法生长的自组装量子点多层膜研制出了一种256×256像素长波红外QDIP焦平面阵列该红外焦平面阵列的像元间隔为40μm,读出电路采用直接注入式输入结构,积分时间为8ms,帧速为120Hz,F数为2.5,工作温度为80K,为了评价该红外焦平面阵列的性能,研究人员将其装在一个集成探测器制冷机组件内,在80K温度下对其输出进行了测量。结果显示,该阵列的峰值响应波长为10.3μm,噪声等效温差为87mK。

3.3一种新型谐振腔增强型光电探测器的性能分析

随着光波分复用通信技术的发展,具有波长选择特性和高响应速度的光探测器已经在光通信中显示出了它的巨大优势。一种新型的光电探测器——谐振腔增强型光电探测器(Resonant Cavity Enhanced Photodetector,RCEP)

【4】,该RCEP的基本结构是将吸收层插入到谐振腔当中。由于谐振腔的增强效应使其在较薄的吸收层情况下即可获得较高的量子效率,同时减少了光生载流子在吸收层的渡越时间,提高了器件的响应速度,因而能够解决传统探测器量子效率和响应速度之

间的相互制约矛盾。此外,由于谐振腔的作用使该器件本身具有波长选择特性,无需外加滤波器,因而有可能成为波分复用光钎通信系统中的新一代光探测器。

这种谐振腔增强型光探测器将光学滤波器和光电探测器通过F-P微腔巧妙地集成在一起,其独特结构解决了普通光探测器量子效率与载流子渡越时间相互制约的问题,使其在量子效率和响应速度方面获得很大改进。其具有的波长选择特性,使这种新型器件可广泛应用于光探测器、光调制器、发光二极管等多种光电器件。

四 总结

在节能环保被日益关注的今天,如果有更为灵敏光电探测器件,就可以显著降低激光的功率,从而达到大幅降低能耗的目的。

除此之外,我们还可以将这种器件与一些高精尖的前沿领域联系在一起:例如量子密码领域,需要探测单个光子的存在,这种硅基雪崩光电探测器的性能如果进一步提高,检测到单个光子的可能性是存在的。

我们还会联想到CCD——一种用于相机等成像设备的核心部件。凭借硅基雪崩光电探测器超高的灵敏度,我们可以造出高性能的二维光探测矩阵,可以在红外成像、遥感等领域发挥很大的作用,在卫星、军事和激光雷达等领域都将会有广阔的应用空间

主要参考文献

【1】 赵维.一种新型谐振腔增强型光电探测器的性能分析.电子设计工程.2010.5

【2】 易可佳等.一种下一代激光雷达的设计与实现.2011.10

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