光电检测技术读书报告.pdf

光电检测技术是光电信息技术的主要技术之一，它主要包括光

电变换技术、光信息获取与光信息测量技术以及测量信息的光电处理

技术等。如用光电方法实现各种物理量的测量，微光、弱光测量，红

外测量，光扫描、光跟踪测量，激光测量，光纤测量，图像测量等。

光电检测技术将光学技术与电子技术相结合实现对各种量的测量，

他具有如下特点：

〔1〕高精度。光电测量的精度是各种测量技术中精度最高的一种。

如用激光干预法测量长度的精度可达0.05mu;m/m；光栅莫尔条纹

法测角可到达；用激光测距法测量地球与月球之间距离的分辨力可

到达1m。

（2）高速度。光电测量以光为媒介，而光是各种物质中传播速度最

快的，无疑用光学方法获取和传递信息是最快的。

（3）远距离、大量程。光是最便于远距离粗寒痹的介质，尤其适用

于遥控和遥测，如武器制导、光电跟踪、电视遥测等。

（4）非接触测量。光照到被测物体上可以认为是没有测量力的，因

此也无摩擦，可以实现动态测量，是各种测量方法中效率最高的一种。

〔5〕寿命长。在理论上光波是永不磨损的，只要复现性做得好，可

以永久的使用。

〔6〕具有很强的信息处理和运算能力，可将复杂信息并行处理。用

光电方法还便于信息的控制和存储，易于实现自动化，，易于与计算

机连接，易于实现智能化。

光电测试技术是现代科学、国家现代化建设和人民生活中不可

缺少的新技术，是机、光、电、计算机相结合的新技术。

开展趋势

随着世界各国的剧烈竞争正以日新月异的速度突飞猛进及科研技术

的提高，检测技术在国民经济的各个行业中，起着举足轻重的作用，

无论科学研究、产品质量及自动控制都需要检测，利用现代光电子技

术作为检测手段，具有无接触、无损、远距离、抗干扰能力强、受环

境影响小、检测速度快、测量精度高等优越性，是当今检测技术开展

的主要方向。光电检测技术将向着高精度、智能化、数字化、多元化、

微型化、自动化方向开展。所谓高精度是指检测精度向高精度方向开

展，纳米、亚纳米高精度的光电测量新技术是今后的开展热点；智

能化是指检测系统向智能化方向开展，如光电跟踪与光电扫描测量

技术；数字化是指检测结果向数字化，实现光电测量与光电控制一体

化方向开展；多元化是指光电检测仪器的检测功能向综合性、多参数、

多维测量等多元化方向开展，并向人们无法触及的领域开展，如微

空间三维测量技术和大空间三维测量技术；微型化是指光电检测仪器

所用电子元件及电路向集成化方向开展；微型化是指光电检测系统朝

着小型、快速的微型光、机、电检测系统开展；自动化是指检测技术

向自动化，非接触、快速在线测量方向开展，检测状态向动态测量方

向开展。以激光器为根底的光电检测系统已经成为最主要的开展方

向。随着精密度和功能特性的提高,它将不断取代那些昂贵且复杂的

检测方案。由于激光技术的不断提高和本钱的稳定下降,可以肯定,

激光光电检测技术将日益成为光电用户的首选方案。激光超声检测技

术是光电检测技术的另一重要的开展方向。这一技术利用高能量的激

光脉冲与物质外表的瞬时热作用，在固体外表产生热特性区，然后利

用这种小热层在材料内部向四周热膨胀扩散产生热应力，从而通过这

种热应力产生超声波。与常规超声检测方法比较，激光超声技术具有

以下优点：激光超声不需要耦合剂，防止了耦合剂对测量范围和精度

的影响；激光超声可实现远距离操作，可用于高温环境及腐蚀性强、

有放射性等恶劣条件，并可以实现快速扫描，对生产现场快速运动的

工件的在线检测；激光超声的盲区小于100微米，可用于测量薄工件。

激光超声的频率带宽较常规的换能器宽，具有测量微小缺陷裂纹的能

力；激光超声可用于外表几何形状复杂及受限制的空间，如焊缝根部

小直径管道等；空间分辨率高，有利于缺陷的精确定位及尺寸量度，

并可作为声源应用于理论研究。

智能光电检测系统成为了另一个很重要的开展方向。智能光电检

测系统由智能信号处理系统、光电传感系统、测控系统、输出系统和

接口单元等组成。它以智能信号处理系统为核心，集成了光学采集、

光学变换、光电转换、电路调理、外围接口及信息输出等技术，可以

实现光信息采集、光电信号转换、信号探测、逻辑运算与推理、记忆

存储及信息传输等功能，并自动完成自检自校和自我诊断与调整等功

能。智能光电检测系统由于环境适应能力强，测量范围广，测量精确

度高，尤其是强化了人工智能系统，可以自动对噪声、温度、电压波

动及光源的变化进行修正，加上良好的人机交互界面，大大简化了操

作程序，提高了数值处理和分析的效率。

电荷耦合器件