（可见光、红外、紫外；主观
客观）
光导纤维（高精度、高速度、非接触、远程传输） --- 传递图像、检测技术，测量各种物理量，各种场合
23
（2）工程领域 加工精度（0.1m或0.01m水平）--- 纳米测量显微镜 （隧道显微镜、原子力显微镜、激光力显微镜、静电力显微镜） 标定（纳米、亚纳米级）--- 激光外差干涉仪（0.1nm）、 X光干涉仪（0.01nm） 环境要求（环境温度不稳定、振动、光源波动） ---- 闭环控制（无间隙无摩擦的柔性铰链）
——快速（运动速度最快）
——光频段的微电子技术
测量精度高、速度快、非接触、自动化程度高
3
二、光电测试系统工作原理
1. 光电检测系统实例
(1) 红外防盗报警系统
4
(2)光电计数器
5
(3) 锅炉水位光电控制
6
(4) 刀具破损探测系统
7
(5) 稳定光源发光照度的自动控行物自动跟踪、复杂形体自动扫描测量等）
25
五、光电测试技术的典型应用
（1）军事上：制导、光电伪装、光电对抗； （2）航天：空间目标探测、导航； （3）生物医学：内窥镜； （4）环保：污水处理（光化学氧化）、测定大气氮氧化物 （5）工业：光电子封装 （6）其他：红外光电子学、光电自准直仪、太阳能电池、
（3）微电子技术 计算机技术 --- 微系统（集成化）--- 微机电系统 --微型测量装置 --- 微型光、机、电测试系统（发展方向）
24
6. 光电测试技术的发展趋势
（1）发展纳米、亚纳米高精度的光电测量新技术； （2）发展小型、快速的微型光、机、电测试系统； （3）非接触、快速在线测量，提高成品率和检测效率； （4）向微空间和大空间三维测量技术发展； （5）发展闭环光电测试系统，实现光电测量与光电控制一体化； （6）向人类无法触及的特殊领域发展； （7）发展光电跟踪与光电扫描技术（如遥控、遥测、激光制导、
光电测试技术
Opto-electronic Measurement Technology
陶卫
Office: 电信学院2号楼333室 Tel：34205931
E-mail：taowei@
教学大纲
总学时： 36学时 教学内容：第一章 光电测试技术概述
第二章 光度学基础及光源 第三章 光电测试技术中常用光学系统 第四章 光电测试器件 第五章 光电检测电路 第六章 现代光电检测技术
9
2、光电检测系统组成
光 --- 信息传递的媒介
（必不可少）
光载波 (点照明、平行光照明)
载荷
光
电
信
信
息 光 号 解调
电 滤波
器 调制 件
整形 判向
细分
光
电
信息转换
10
其他 装置
三、光电测试技术的特点
（1）高精度（精度最高）---- 激光干涉测长（ 0.05m/m ）、 光栅莫尔条纹测角（0.04"）、 激光测距（地球与月球距离 --- 1m分辨力）；
光电码盘
15
(1) 几何量检测传感器
16
(1) 几何量检测传感器
热轧钢板测宽仪
17
(1) 几何量检测传感器
信号处理芯片 激光光源 准直透镜
线阵CCD器件
成像透镜组
激光测距传感器
18
(1) 几何量检测传感器
激光测径仪
19
(1) 几何量检测传感器
工业显微镜
20
(2) 电磁量检测传感器
光纤电流传感器
太赫兹技术
26
六、本课程学习内容及要求
1. 光源、光学系统
了解光电测试系统中用到的光源和光学系统的相关知识
2. 光电器件
掌握典型光电器件的原理和特点，会正确选用光电器件
3. 光电检测电路
会根据光电器件的特点选择和设计光电检测电路及有关参数
4. 光电检测系统
能根据被测对象的要求，设计光电检测系统
27
21
(3) 温度检测传感器
22
5. 光电测试技术的发展
（1）新光源、新光电器件
红宝石/氦-氖激光器（单色性、方向性、相干性、稳定性好） --- 激光干涉仪、激光测距仪、激光准直仪、激光雷达等
固体摄像器件（小巧、坚固、低功耗、失真小、工作电压低、
重量轻、抗震性好、动态范围大、光谱范围宽）--- 视觉检测
教 材：《光电测试技术》，浦昭邦，机械工业出版社，2005 参考书：《光电检测技术》，雷玉堂等著，中国计量出版社，2002
2
第一章 光电测试技术概述
一、光电测试技术的意义
电子技术——电子学方法
微电子技术（微小尺寸） 信息的获取、加工、处理、
——方便、快速
传输、存储与显示
光学技术——纯光学方法
光材料技术、光器件技术、光学系统技术（光信息检测系统、 光信息处理、光计算、光传输、光存储与显示技术等）
信息控制、存储方便
11
四、光电测试技术的应用发展
1．辐射度量和光度量的检测
光强度计、光亮度计、辐射计、以及光测高温计和辐射测温仪
2．光电元器件特性的检测
光谱特性、光灵敏度、亮度增益
3．光学材料、元件及系统特性的检测
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
4．非光物理量的光电检测
（2）高速度（媒介 --- 光）---获取、传递信息速度最快
（3）远距离、大量程（遥测、遥控）--- 武器制导、光电跟踪、 电视遥测
（4）非接触测量（不损伤被测物）--- 无接触力、无摩擦、 动态测量、效率高
（5）寿命长 --- 复现性好、永久使用 （6）智能化 --- 强信息处理和运算能力、并行处理；
--- 应用最广、发展最快、最为活跃的应用领域 几何量---长度、角度、距离、直径、深度、速度、面积等 机械量 --- 重力、应力、压强、振动、流量、硬度、强度等 电量与磁量、温度、湿度、材料浓度及成份等
12
(1) 几何量检测传感器
光栅传感器
13
(1) 几何量检测传感器
光栅光电系统示意图
14
(1) 几何量检测传感器