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1、2021/9/181第一章绪论§1.1信息与信息技术§1.2现代信息技术与光电探测§1.3光电探测（传感）器§1.4光电探测系统与仪器的构成及分类§1.5经典的光电探测系统及光电探测系统的特点1.5.1经典的光电探测系统1.5.2光电探测系统的特点§1.6光电探测系统的发展趋势2021/9/182§1.1信息与信息技术物质、能量和信息是人类对客观世界认识的三个层面，其中，能量是物质的属性，也是物质的存在方式，信息则是客观世界与主观世界相联系的产物。信息的变化和转移伴随着能量的变化，信息作用于认识的主体和客体之间，使
2、人类能够更好地认识物质与能量之间的关系。信息的特点有：（1）信息依附于载体而存在，通过对载体的作用可以获取信息，也可将信息存储（寄载）在某个载体上；（2）信息是可以共享的，信息本身生不会因为共享而受到损失；（3）信息是可以被处理的，除能够被存储外，信息可以被加工、传输，还可以转换形态，特别是经过人脑的分析、综合和提炼而增值；（4）信息具有时效性。信息技术是指有关信息的收集、识别、提取、变换、存储、处理、检索、检测、分析和利用等的技术。信息技术主要包括以下几方面技术：2021/9/1831、感测与识别技术它的作用是扩
3、展人类获取信息的感觉器官功能。2、信息传递技术它的主要功能是实现信息快速、可靠、安全的转移。3、信息处理与再生技术是对信息的综合分析或进一步提炼。4、信息施用技术(信息过程的最后环节)包括控制技术、显示技术等。2021/9/184§1.2现代信息技术与光电探测现代信息技术的核心是计算机、软件和通信技术，技术发展的重点是微电子和光电子技术、高端计算机技术、计算机网络技术、光纤通信技术、人工智能技术、信息安全技术、卫星遥感技术、磁盘及光盘存储技术、液晶和等离子体显示技术等。光电信息技术是由光学、光电子、微电子等技术结合
4、而成的多学科综合技术，涉及光信息的辐射（产生）、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，已经成为现代信息技术的一个主干。2021/9/185光电子技术对信息技术深入、广泛的影响反映在在以下四个方面1、感测与识别技术视觉------光电成像，扩展到红外、紫外可实现纳米级（高精度）、光子级（弱信号）和万伏级（强信号）的测量，不断满足日益开拓的人类社会对信息获取的要求，如紫外线、可见光和红外波段的光电成像和遥感、光纤传感等。2、信息传递技术光纤3、信息处理与再生技术光电信息处理是光学信息处理与电子学信
5、息处理交叉融合的产物。4、信息施用技术……§1.2现代信息技术与光电探测2021/9/186光电探测技术是光电信息技术的源头光电探测技术的发展是随着其它相关技术的发展而发展的。由于激光技术、光波导技术、光电子技术、光纤技术、计算机技术的发展，以及傅立叶光学、现代光学、二元光学和微光学的出现和发展，光电探测技术无论从探测方法、原理、精度、效率，还是适用的领域范围都获得了巨大发展，是上述相关技术发展的综合体现。特点（1）高精度：从地球到月球激光测距的精度达到1米。（2）高速度：光速是最快的。（3）远距离、大量程：遥控、
6、遥测和遥感。（4）非接触式检测：不改变被测物体性质的条件下进行测量。（5）寿命长：光电探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。（6）数字化和智能化：强的信息处理、运算和控制能力。2021/9/187§1.3光电探测（传感）器将光能量转换为电量的器件称为光电传感器或光电元件。光电式传感器的工作原理是：首先把被测量的变化转换成光信号的变化（当被测物理量本身是光辐射时，无需专门的转换），然后通过光电转换元件变换成电信号。光电传感器的工作基础是光电效应或热电效应。热电探测传
7、感器也归类为光电传感器。2021/9/188表1.3-1光电传感器类型光电传感器光电传感器实例ＰＮ结PN光电二极管（材料采用Si,Ge,Ga,As）PIN光电二极管（材料采用Si）雪崩光电二极管（材料采用Si,Ge）光电晶体管[含光电达林顿管]（材料采用Si）集成光电传感器和光电晶体（材料采用Si）光电池（材料采用S）非PN结光电元件（材料采用CdS,CdSe,Se,PbS）热电元件（材料采用PZT，LiTaO3,Se,LiTiO3,双金属）电子管类光电管、摄像管、光电倍增管其它类色敏传感器（材料采用Si,-Si
8、）固体图像传感器（材料采用Si,有CCD型,MOS型,CPD型）位置检测传感器（材料采用CdS,CdSe,Se,PbS）光纤传感器光栅尺，光电编码盘2021/9/189§1.4光电探测系统与仪器的构成及分类图1.4-1光电探测系统框图由光源、光路（及光学器件）、光电换能器、电路组成，具有一定功能的整体，就构成了光电探测系统，如图1.4-1所示。其中，光学子系
