光电测试测试技术复习整合.docx

第一章第一章————绪论绪论1.测量测量：泛指各种被测目标物理量与技术参数的获取方法；是将被测的未知量与同性质的； 标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过程； 2.计量计量：一般说计量是泛指对被测目标物理量和量值的标定、传递与控制，作为度量的基准或标准；计量 属于测量，源于测量，而又严于一般测量； 3.检验检验：泛指被测产品与其相关产品质量的评估技术与方法； 4.试验试验：在获取量值和属性的基础上，借助于人、计算机或一些数据分析与处理系统，从被测量中提取被 测对象的有关信息； 5.检测检测：检测是检验与测量的总称； 6.测试器具测试器具：传感器、测试仪器、测试装置、测试系统； 7.测试过程测试过程：信号采集、信号处理、信号显示、信号输出； 8.光电测试技术的优点光电测试技术的优点：非接触式检测；响应速度快；测量精度高；检测对象范围宽；远距离、大量程； 具有很强的信息处理和运算能力，可将复杂信息并行处理；寿命长 9.光电测试系统光电测试系统————系统组成：系统组成： 10.各部分功能：各部分功能：①.光学变换：通过光学元件和 光学系统把待测量转换为光参 量。

（光参量：光本质是电磁波， 其参量有幅值、频率、相位、 偏 振态、传播方向等 ）②.光电转化：以光信号为媒质， 以光电探测器为手段，将经过 待测量调制的光信号转换成电 信号 （电信号：电流、电压、 频率）③. 电信号的放大与处理：实 现对微弱信号的检测；实现光 源的稳定化 11.光电测试系统光电测试系统————机构形式：机构形式：几何光学变换的方式、物理光学变换的方式； 第二章第二章————测试技术基础测试技术基础1.一般测试技术研究的主要内容：一般测试技术研究的主要内容：测试原理→测试系统→测试方法→数据处理 2.测试原理测试原理：指采用什么样的原理（依据何种效应）去测试（感受）被测量，实质上就是传感器的敏感原 理 3.测试系统：测试系统：根据系统中所处理的信号类型的不同，可分为模拟式和数字式测量系统 4.测试方法测试方法：常用的测试方法有直接测量（直接将被测量与标准量进行比较）和间接测量（：测量与被测 量有一定函数关系的参量，被测量由计算获得） 5.测试方法分类：测试方法分类：第三章第三章————光辐射体与光辐射探测器光辐射体与光辐射探测器(重点重点)1.物体发光的形式物体发光的形式：热辐射（任何物体都是热辐射体） 、发光辐射（物体收到激励而发光） ； 2.热辐射体：热辐射体：平衡辐射、温度辐射；（连续光谱） 3.发光辐射体：发光辐射体：非平衡辐射、受激辐射（激励方式：电致发光、光致发光、化学发光、热发光） ；（光谱不 连续：线光谱、带光谱） 4.光源的特性参数光源的特性参数：辐射效率、发光效率、光谱功率分布、空间光强分布、光源温度、光源颜色1)辐射效率：（w/w） ； 21d ==ee epP2)发光效率：（lm/w）;（是正常人眼的明视觉最大光谱光视效   780380 v=d =nmvnmevm pPk  mk能，为正常人眼的明视觉光谱光视效率） ；p.s.应用中需采用发光效率高的光源以节省能源 v3)光谱功率分布（功率与光的波长有关）： p.s.为了最大限度地利用光能，应选择光谱功 率分布的峰值波长与光电器件的灵敏波长相一 致。

4)空间光强分布：空间上分布为发光强度曲线，即配光曲线（p.s.为提高光的利用率，选择发光强度高 的方向作为照明方向） ，为了了进一步利用背面方向的光辐射，还可以在光源的背面安装反光罩，反 光罩的焦点位于光源的发光中心上 5)光源温度： ①色温：辐射源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为 该辐射源的色温P.s.由于一种颜色可以由多种光谱分布产生，所以色温相同的光源，它们的相对光 谱功率分布不一定相同 ②相对色温：对于某一光源，它的颜色与任何温度下的黑体辐射的颜色都不相同，这时的光源 用相关色温表示6)光源颜色： ①色表：用眼睛直接观察光源时所看到的颜色称为光源的色表 ②显色性：当用光源照射物体时，物体呈现的颜色（也就是物体反射光在人眼内产生的颜色感觉） 与该物体在完全辐射体（黑体）照射下所呈现的颜色的一致性，称为该光源的显色性P.s.显色性好的光源， 适用于辨色要求高的场合，反之则反之 5.光源选择的要求：光源选择的要求：波谱的要求、发光强度的要求、稳定性的要求、其他要求 稳定性要求： 一般要求时，可采用稳压电源供电 当要求较高时，可采用稳流电源供电，所用光源应预先进行老化处理。

当有更高要求时，可对发出光进行采样，然后反馈控制光源的输出 其他要求：6.光源的分类：光源的分类： 1)按原理分类（见由上图） ； 2)固体发光光源：完全脱离真空，全固体化的发光器件——平板光源 3)生成激光光源的条件：①能级粒子数反转——前提条件；②光学谐振腔的共振作用——必要条件； ③阈值条件——决定性条件； 7.光辐射探测器件：光辐射探测器件：将光辐射能变成一种可测的量的器件； 1)分类：光子探测器件：真空器件（光电管，光电倍增管，真空摄像管，变像管，像增强管） 、固体器 件（光敏电阻，光电二极管，光电三极管，光电池，光纤传感器，电荷耦合器件 CCD， CMOS） ；热电探测器件：热电偶/热电堆，热辐射计/热敏电，热释电探测器； 2)特点：3)机理：光电效应：光电子发射效应、光电导效应、光生伏特效应光热效应：热释电效应、辐射热计效应、温差点效应 4)特性参数：量子效率，响应度（灵敏度） ，光谱特性，响应时间和平率响应，噪声等效功率，探测度 及归一化探测度，线性度； ①响应度（灵敏度）：是光电探测器对不同波长光（电磁辐射）的反应程度称为光谱响应度或 光谱灵敏度；电压灵敏度：探测器的输出信号电压（有效值）与入射的平均光辐射功率或通量之比=s vvR电流灵敏度：探测器的输出信号电流（有效值）与入射的平均光辐射功率或通量之比=s IRI ②噪声： 当频率很低时，1/f 噪声主导；当频率中间时，产生-复合噪声显著；当频率很高时，白噪声占主导地位。

噪声的来源：外部原因：认为噪声、自然噪声；内部原因：光子噪声、热噪声、散粒噪声、产生-复合、低频噪声、温度噪声、放 大器噪声； 5)光电阴极材料：第四章第四章————基本光学量测试技术基本光学量测试技术1. 目视系统的目视系统的对准对准和和调焦调焦：：对准——横向对准：一个目标与比较标志在垂直瞄准轴方向的重合或置中——横向平面内；调焦——纵向对准：一个目标与比较标志在瞄准轴方向的重合——纵向深度内；2.光电定焦：光电定焦：目视法定焦是把最高对比度的像面最为最佳像面——最清晰①采用图像处理法实现自动调焦的一个关键问题就在于图像清晰度评价函数的选取常用评价函数要求： （无偏性 单峰性 信噪比高 灵敏度高 计算量尽可能地小） 3.传递函数的测试基础：传递函数的测试基础：扫描法和干涉法 4.EROS 传递函数测定仪：传递函数测定仪：5.像面照度均匀性测试技术：像面照度均匀性测试技术：第五章第五章————激光测试技术激光测试技术1.发散角：发散角：光源发光面所发出光线中任意两光线之间的最大角（单位：rad）2.立体角：立体角：球冠曲面 A 对光源 O 所张的空间角 Ω（，A 是面积，单位：sr 球面度）2=A RP.S. 在发散角很小时，发散角和立体角的关系2=3.激光的纵模激光的纵模————谐振频率：谐振频率：纵模在频谱上呈现为等间隔的分立谱线，称为谐振频率。

4.激光的横模激光的横模————光强分布：光强分布：光场在横向不同的稳定分布，称为不同的横模5.高斯光束：高斯光束：①发散角（2 ）②准直距离（z=0 到的范围为准直距离，在此区间发散角最小）2 0zw∕6.声学多普勒效应：声学多普勒效应：7.激光准直的技术：激光准直的技术：激光准直的方法：偏振测量法、干涉测量法、偏振测量法；第七章第七章————三角法测试技术三角法测试技术1.单点式激光三角法：直射式和斜射式。