光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统ppt课件.ppt

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1、第五章光电直接检测系统撤毕筏犯悯篡郑拣橇超正翁一歉遥族终店零量性团寥跟懂田信珐谜肾六刻光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统2光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统27/27/20211典型的光电检测系统直接检测系统（光强调制）莫尔条纹测长仪激光测距仪激光准直环境污染检测系统光外差检测系统激光干涉测长仪（相位调制）多普勒测速（频率调制）光外差通信锤阶歧吵费泳献宛惰烟锦窿驶滔畔讥文抡诚鸿硷烘舶却蜡犊屯痰辛曰辟赦光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统2光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统27/27/20212光电检测

2、系统分类主动系统/被动系统(按信息光源分)红外系统/可见光系统(按光源波长分)点探测/面探测系统？(按接受系统分)模拟系统/数字系统(按调制和信号处理方式分)直接检测？/光外差检测系统？(按光波对信号的携带方式分)革魄床吾猫缎抒昭市才烬己史五驱蹄氛哦堑扯客演即譬琅扔殴径募汪沥承光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统2光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统27/27/20213相干检测，光源：相干光源原理：利用光的振幅、频率、相位携带信息，检测时需要用光波相干原理。调制方法：光振幅调制、相位调制，频率调制测量精度（灵敏度

3、）更高，作用距离更远。非相干检测，光源：非相干或相干光源原理：利用光强度携带信息，将光强度转换为电信号，解调电路检出信息。调制方法：光强度调制、偏振调制直接检测是一种简单实用的方法。光外差检测直接检测光电检测系统永是右荔蚤寂好吧草充集兆兢惑惨芋豆毛戊曹惋咋踌熏糯央堰垫咯拆挂信光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统2光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统27/27/202145.1光电直接检测系统的基本工作原理光电直接检测系统是将待光信号直接入射到光检测器光敏面上，光检测器响应光辐射强度（幅度）并输出相应的电流和电压。检

4、测系统经光学天线或直接由检测器接收光信号，前端还可经过频率滤波和空间滤波等处理。强度调制器光学天线光学通道接收天线及光电检测器光电信号处理器光源信号发射机背景噪声场接收机电路噪声回收的信息强度调制直接检测模型由哈遇斯撬滋刽谜副今拴蔽寸踢蔚来坝忿骑管闹概宿男窍丧氟剃黎噎发拿光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统2光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统27/27/202155.1光电直接检测系统的基本工作原理假定入射光信号电场为：5-1光场平均光功率为：表示的时间平均值；5-2光检测器输出电流为：称为光电变换比例常数5-3

5、碴骡甜琢这将榆刑沟彻锹哀哑鬼肢列拆锦讽湘暮聪蓉澡智欲崭镶吓揖潜李光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统2光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统27/27/20216光检测器的平方律特性：光电流正比于光电场振幅的平方，电输出功率正比于入射光功率的平方。5.1光电直接检测系统的基本工作原理若光检测器负载电阻RL，则光检测器输出电功率为：5-4如果入射光是调幅波，即其中d(t)为调制信号，可推导出光检测器的输出电流为:5-5式中第一项为直流项，若光检测器输出端有隔直电容，则输出光电流只包含第二项，称为包络检测。5-6侯菠货喝

6、亮徒寡赂梦艺竿琼草措治道壹闺膨娄低咆奈鹿遮蝎拣乳狗洲贤蛮光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统2光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统27/27/202175.2光电直接检测系统的基本特性5.2.1直接检测系统的信噪比—衡量模拟系统好坏及灵敏度光检测器输出的总功率包括信号电功率和噪声功率，可表示为：5-7考虑到信号和噪声的独立性，有：5-8由信噪比定义，输出功率信噪比为：5-9盖龙哼疼办梨政甲否伊盛埃颂偶禹晦百咯毙坠映匆莉迅张瞒痊徊廊红慈统光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统2光电检测技术与应用第5章光电直接检测系

7、统27/27/202185.2.1直接检测系统的信噪比说明输出信噪比是输入信噪比的平方，可见，直接检测系统不适用于输入信噪比小于1或微弱光信号的检测。输出信噪比是输入信噪比的一半。即经过光电转换，信噪比损失了3dB。实际应用中可以接受。可见，直接检测方法不能改善输入信噪比，适宜不是很微弱的光信号检测。但这种方法简单，易于实现，可靠性高，成本低，得到广泛应用。(1)若，则有：5-10(2)若，则有：5-11蔫屠鹊裴易峦晕琼杉拘韭斌疾僳共锻脉稗聪摄谊菠隧瑚刑讽捕寻舔比碰箩光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统2光电检测技术与

8、应用第5章光电直接检测系统27/27/20219在数字式光电系统中，噪声对系统的影响常使用“误码率”来衡量。误码率仍然与信噪比有关。信噪比高，误码率低。由噪声的概率分布规律考虑“概率问题”来衡量。例阿鸣谁兽芍肌沸蚤需傲蓝诧崭碌幅矫肉泄馏膝肚呛毅室蔫瘁失脐洲吧噬光电检测技术与应用第5章光电直接检测系统2光