(光电检测系统)解析.ppt

第七章、典型的光电系统 * 一.直接读法 （测量样品的透过率为例） 二.指零法（测量偏振物质偏振面转角为例） 三.差动法 （测量样品的透过率为例） 在它的测量通道中装置有可变透过率的光屏3。它是一块破璃平板，沿着各截面镀有吸收率不同的膜层。 四.交替法 （测量样品的透过率为例） ⑴对于相等的两路光通量，光电流和负载电阻上的信号电压是等幅的，如图(a)所示，此时交流放大器没有输出电压。 ⑵如果光通量不相等，则接收器的电流将按转换频率交替变化，相邻半周期的幅度差取决于两通道的不平衡状态。输出信号波形如图(b)所示,根据光通量φⅠφⅡ或φⅡφⅠ的不同，信号的相位改变180°，借以控制伺服电机8的转动方向。 光通量的幅度测量方法适合于检测直流或缓慢变化的光信号，在光度测量中有广泛的应用。 对于复杂的高精度的测量，多采用交替法。而在要求一般的场合常采用差动法或指零法系统。 光通量的幅度测量方法的应用场合 设计一套测量材料透过率的光电测试自动装置，要求消除光源的不稳定性因素的影响。 ⑴绘出原理框图。 ⑵ 说明工作原理。 迈克尔逊干涉仪示意图 五.波数测量 （测量压电陶瓷堆的伸长量为例） 激光波长为λ＝0.55μm的干涉仪，测得的光通量变化频率为4×105Hz。求物体的运动速度应υ。 ⑴半导体激光器作辐射源，若在激光器供电电路中外加谐波电压U0就能得到接近正弦的辐射光波，其初始相位和激励电压U0相同。 六.相位测量 （测量距离为例） ⑵实际上，用一台测距仪直接测量两点光波传播的相移是不可能的。因此，采用在B点设置一个反射器（即协作靶），使从测距仪发出的光波经靶标反射在返回到测距仪，由测距仪的测相系统对光波往返一次的相位变化进行测量。 LS作为度量距离的光尺。 ⑶相位测量技术只能测量出不足2π的相位尾数△φ，即只能确定余数△m，因此当L大于LS时，用一把光尺是无法测定距离的。 当距离小于LS时，即m=0时，可确定距离为： 七.时间测量 （测量距离为例） 由固体激光器1产生的能量为几兆瓦、作用时间为几纳秒、发射角为毫弧度的激光脉冲经光学系统射向被测目标2，经目标2漫反射之后返回到接收系统3。通过测量主波脉冲和回波脉冲的时间差即可测量出被测距离。 图(b)和(c)给出了脉冲测时的原理框图和波形图。主波脉冲和回波脉冲经光电转换分别形成电脉冲，控制触发器产生确定脉宽t的定时脉冲。在此脉冲持续时间内由频率为f=1／△T的时钟脉冲填充计数，若计数值为N，则脉宽持续时间为 设计一台有合作目标的光电测距装置。说明工作原理、画出原理框图。 八.调制测量 ⑴它可以改善光电系统的工作品质，有助于传输过程的信号处理，提高传输能力。 ⑵能更好地从背景噪声干扰中分离出有用信号，提高信噪比和测量灵敏度。 ⑶调制信号可以简化检测系统的结构，改善工作条件。有时利用调制还可以扩大目标定位系统的视场和搜索范围。 因此调制技术是光电位测系统中常用的方法。 可以实现单色光波或复合光通量调制作用的装置称作调制器，调制器包括机电调制器，电光调制器，辐射源调制器和电子调制器。 ⑴机电调制器 对于光学性质随方向而异的一些介质，常发生一束入射光分解为两束折射光的现象，称作双折射，相应的介质称各向异性材料。由于它们两个方向折射率不同，这种材料具有旋光性，可以改变入射偏振光的偏振方向。材料折射率各向异性的性质能在电场、磁场和机械力等外力作用下形成和改变。利用这些光控效应可以进行光波振幅、频率、相位、偏振面等光学参数的调制。 根据引起光控效应外因形式的不同，光控效应可以分作电光效应、磁光效应和声光效应。 ⑵光控调制器 ⑶辐射源调制器 在光辐射源供电源上施加交变或脉冲的激励电压，实现电源调制的方法在许多情况下比起在电路中加入调制器的方式更为简单和有效。 从功能结构上区分，激光打印机可分为打印控制器和打印引擎两大部分。 打印控制器就是打印机的控制电路，负责接收来自计算机终端或网络的打印命令及相关数据，并指挥打印引擎进行相关动作，属于常规性部件。 打印引擎则根据来自打印控制器的命令进行实际的图像打印工作，激光打印机的实际性能更多取决于打印引擎。 例题：黑白激光打印机的工作原理 虽然它属于常规的功能型部件，但其设计优劣对打印机的性能和质量都会有些影响。 我们可以看到，市面上许多采用相同打印引擎的激光打印机产品，却存在较大的性能差异，其原因就在于不同的打印机厂商采用了不同的控制器设计方案。 1、打印控制器 * * *