光電系統(tǒng)原理與技術(shù) 第一章節(jié)概論

光電系統(tǒng)原理與技術(shù)第一章節(jié)概論第一頁，共十四頁，2022年，8月28日本課程特點①．綜合運用各部分理論（光、機、電、算），自己的獨立理論相對較少（如：阿貝原則）。②.從總體出發(fā)了解整個光電系統(tǒng)設(shè)計顯微、望遠、攝影、干涉、衍射、偏振、機械結(jié)構(gòu)；傳感器、電路、計算機軟硬件。

第二頁，共十四頁，2022年，8月28日一、光電系統(tǒng)：用電子學(xué)的方法對光學(xué)信息處理與控制的系統(tǒng)。分類：1、光電測繪系統(tǒng)例：多譜勒測速（測振）；光電測繪（徑緯儀）；光電準(zhǔn)直（激光準(zhǔn)直儀）。2．光學(xué)顯微

1）內(nèi)窺鏡

第三頁，共十四頁，2022年，8月28日掩模標(biāo)記顯微鏡視場中圖形激光掃瞄硅片標(biāo)記掩模硅片掃瞄脈沖信號（光刻機，全自動對準(zhǔn)）2）光電瞄準(zhǔn)3.光電攝像可視電話（圖象壓縮與解碼）第四頁，共十四頁，2022年，8月28日4、軍用光電系統(tǒng)①激光測距儀（相位法測距，脈沖法測距）②對潛艇通訊：532nm激光（藍綠光）容易通過海水窗口。③激光探潛、探水雷。④激光偵聽（紅外激光）⑤紅外跟蹤攔截系統(tǒng)（紅外焦平面、MOEMS,VO2紅外熱像儀）5.大氣光學(xué)（光譜）氣象雷達，粉塵檢測。第五頁，共十四頁，2022年，8月28日6.光譜分析1）分光光度法檢測空氣中甲醛含量;2）拉曼光譜法區(qū)分癌細(xì)胞與正常細(xì)胞；3）光譜法藥檢；4）共焦顯微拉曼光譜法寶石鑒定、微量元素檢測。5）“拉曼鑷子”在骨髓基質(zhì)干細(xì)胞EMT/MET表型轉(zhuǎn)化參與胃癌發(fā)生中的應(yīng)用

EMT/MET(Epithelial—MesenchymalandMesenchymal—EpithelialTransitions)，是指具有極性的上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)換成具有活動能力、能夠在細(xì)胞基質(zhì)間自由移動的間質(zhì)細(xì)胞以及逆向的過程。第六頁，共十四頁，2022年，8月28日7.天文觀測哈勃望遠鏡8.光電檢測系統(tǒng)二．光電檢測系統(tǒng)用光電的方法對某些物理量（聲、光譜、熱、電、磁、力）；化學(xué)量（濃度等）；幾何量（長度、角度、表面粗糙度）進行檢測的系統(tǒng)。第七頁，共十四頁，2022年，8月28日三．特點1.非接觸測量①接觸測量力易引起誤差的場合適用②無法用接觸的方法測量（遠程、高溫、危險）2.精度高干涉λ／４＝0.6328μm/4=0.16μm3.空間分辨率高0.9μm9μm10×第八頁，共十四頁，2022年，8月28日4.實時測量玻璃管直徑測量；光盤聚焦誤差測控；鋼板寬度實時檢測；包裝盒外形尺寸實時檢測。５．光電檢測的缺點：受光學(xué)介質(zhì)（折射率）的影響大（水、空氣、塵土），成本高些。四．光電檢測系統(tǒng)實例實例一、光盤反射率測試系統(tǒng)目的：讓從光盤反射回的激光進入四象限探測器，而不是反射回激光器。

第九頁，共十四頁，2022年，8月28日測試方法：將被測盤的反射功率PR與標(biāo)準(zhǔn)盤（反射率ρS）的反射功率P相比較，可得被測盤的反射率：

ρ=PR×ρS/PLD聚焦整形光欄λ/4波片PBS偏振分光棱鏡四象限探測器去（左圓偏光）回（右圓偏光）第十頁，共十四頁，2022年，8月28日實例二、用原子力顯微鏡（AFM）進行納米表面形貌分析1）簡介：1986年,受邀前往美國的G.Binnig在斯坦福大學(xué)與等人在STM的基礎(chǔ)上發(fā)明了原子力顯微鏡AFM,AFM克服了STM(掃描隧道顯微鏡)對樣品導(dǎo)電性的要求,亦達到原子級分辨率。2）AFM的工作原理：圖1AFM的工作原理第十一頁，共十四頁，2022年，8月28日如圖1，對微弱力敏感的懸臂梁（力傳感器）一端固定，另一端有探針，針尖表面與樣品輕輕接觸。由于探針尖端原子與樣品表面原子間存在極微弱的排斥力（10－8N~10－6N）使懸臂梁產(chǎn)生形變，利用光學(xué)檢測法或隧道電流檢測法可以測出形變大小，從而得到排斥力大小。通過反饋控制懸臂梁或樣品上下運動使掃描時針尖與樣品表面排斥力恒定，則掃描運動軌跡反映了樣品表面形貌和特性。與STM相比，AFM有兩個比較關(guān)鍵的技術(shù):

一是AFM力傳感器的制備，二是力傳感器懸臂梁形變的檢測。第十二頁，共十四頁，2022年，8月28日3）用AFM測量硅片表面不平度實驗(或者微透鏡陣列冠高)

儀器：AFM原子力顯微鏡（光電國家實驗室）方法：學(xué)會操作AFM儀器，讀出圖中含義（Ra,Rz等）內(nèi)容：

1.用AFM測量硅片