淺議光電檢測技術(shù)在儀器中的作用

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1、淺議光電檢測技術(shù)在儀器中的作用馮偉平1金利江2浙江方圓檢測集團(tuán)股份有限公司310013摘要：隨著現(xiàn)代精密測量技術(shù)的發(fā)展，光電檢測技術(shù)在儀器檢測中起到的作用也越來越明顯。然而，在目前的測控技術(shù)與儀器專業(yè)體系中，光電檢測技術(shù)的重要性并沒有得到足夠的重視，本文首先介紹了現(xiàn)代精密測量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，隨之介紹了光電檢測技術(shù)的基本內(nèi)容及其面臨的問題，最后提出應(yīng)當(dāng)突出光電檢測技術(shù)的重要性，使之在測控技術(shù)在儀器中有重要地位，這對(duì)于培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和前瞻意識(shí)的高素質(zhì)人才具有良好的促進(jìn)作用。關(guān)鍵詞：光電檢測技術(shù)；精密測量技術(shù)中圖分類

2、號(hào)：TN247文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1.概論世界已進(jìn)入信息時(shí)代，人們?cè)诶眯畔⒌倪^程中，首先要解決的就是獲取可靠的信息，因此傳感器技術(shù)越來越受到人們的重視。而隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，傳感器所要面向的應(yīng)用范圍從納米尺度到天文尺度兩段都在不斷擴(kuò)展，精密測量技術(shù)已經(jīng)得到了越來越多的研究和重視，這就使得作為現(xiàn)代精密測量的核心技術(shù)的光電檢測技術(shù)的重要性與日俱增，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的檢測方法已經(jīng)無法滿足這些工作條件下的特殊要求。因此，光電檢測技術(shù)的教學(xué)和研究已越來越受到國內(nèi)為高等院校、科研機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)的重視?，F(xiàn)在一起科學(xué)技術(shù)是機(jī)械、

3、光學(xué)、電學(xué)、計(jì)算機(jī)以及控制技術(shù)的綜合化，光、機(jī)、電、算一體化已經(jīng)成為儀器發(fā)展的趨勢。傳感器的微型化、納米技術(shù)的發(fā)展，也對(duì)現(xiàn)代精密測量技術(shù)提出了越來越高的要求。在這種情況下，光電檢測技術(shù)的重要性越來越明顯。然而，在目前的測控技術(shù)月儀器體系中，光電檢測技術(shù)的重要性并沒有得到足夠的重視。本文首先介紹了現(xiàn)代精密測量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，隨之介紹了光電檢測技術(shù)的基本內(nèi)容及其面臨的問題，最后提出應(yīng)當(dāng)突出光電檢測技術(shù)的重要性，使之在測控技術(shù)與儀器專業(yè)體系中占有重要地位，這對(duì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和前瞻意識(shí)的高素質(zhì)人才具有良好的促進(jìn)作用。2

4、.現(xiàn)代精密測量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)代精密測量技術(shù)是一門集光學(xué)、電子、傳感器、圖像、制造機(jī)計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的綜合性交叉學(xué)科，涉及廣泛的學(xué)科領(lǐng)域，它的發(fā)展需要眾多相關(guān)學(xué)科的支持。在現(xiàn)代工業(yè)制造技術(shù)和科學(xué)研究中，測量儀器具有精密化、集成化、智能化的發(fā)展趨勢。科學(xué)技術(shù)向微小領(lǐng)域發(fā)展，由毫米級(jí)、微米級(jí)繼而涉足到納米技術(shù)，即微/納米技術(shù)。微/納米技術(shù)研究和探測物質(zhì)結(jié)構(gòu)的功能尺寸與分辨能力達(dá)到微米至納米級(jí)尺度，使人類在改造自然方面深入原子、分子級(jí)納米層次。納米級(jí)加工技術(shù)可分為加工精度和加工尺度兩方面。加工精度由本世紀(jì)初的最高精度微

5、米級(jí)發(fā)展到現(xiàn)在的幾個(gè)納米數(shù)量級(jí)。金剛石車床加工的超精密衍射光柵精度已達(dá)1nm，實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)可以制作10nm以下的線、柱、槽。在這一大背景下，傳統(tǒng)的測量方式已經(jīng)很難發(fā)揮大的作用。因此，與精密測量技術(shù)的發(fā)展需求相對(duì)應(yīng)，光電檢測技術(shù)得到了越來越多的重視和應(yīng)用。由于光電檢測技術(shù)在工業(yè)測控、精密測量和計(jì)量方面的重要作用，特別是隨著社會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)的逐步提高。3.測控技術(shù)與以其專業(yè)及其只是結(jié)構(gòu)組成測控技術(shù)與儀器技術(shù)隸屬于信息技術(shù)領(lǐng)域的儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科，其內(nèi)容主要涉及測量控制與儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)尤其是電子信息技術(shù)

6、的飛速發(fā)展，測量控制欲儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域也發(fā)生了很大的變化。其自身結(jié)構(gòu)已從單純機(jī)械結(jié)構(gòu)或機(jī)電結(jié)合或機(jī)光電結(jié)合的結(jié)構(gòu)發(fā)展成為集傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、現(xiàn)代光學(xué)、精密機(jī)械等多種高新技術(shù)于一身的系統(tǒng)，其用途也從單純數(shù)據(jù)采集發(fā)展為集數(shù)據(jù)采集、信號(hào)傳輸、信號(hào)處理以及控制為一體的測控國產(chǎn)。特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)、微納米技術(shù)的發(fā)展，測量控制與儀器儀表呈現(xiàn)出虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化和微型化的發(fā)展趨勢，從而使儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的多學(xué)科綜合及多系統(tǒng)集成的屬性越來越明顯。由此可見，測控技術(shù)與儀器專業(yè)的學(xué)生其知

7、識(shí)面必須比較寬，橫跨了傳感器、通訊、控制、計(jì)算機(jī)等多方面的內(nèi)容。4.光電檢測技術(shù)的簡介技術(shù)的業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)具備精密儀器設(shè)計(jì)制造以及測量與控制方面基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用能力，能在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門從事測量與控制領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)技術(shù)、儀器與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理等方面的高級(jí)工程技術(shù)人才。技術(shù)的業(yè)務(wù)培養(yǎng)要求是：主要學(xué)習(xí)精密儀器的光學(xué)、機(jī)械與電子學(xué)基礎(chǔ)理論、測量與孔子理論和有關(guān)測控儀器的設(shè)計(jì)方法，手奧現(xiàn)代測控技術(shù)和儀器應(yīng)用的訓(xùn)練，具有本專業(yè)測控技術(shù)及儀器系統(tǒng)的應(yīng)用級(jí)設(shè)計(jì)開發(fā)能力。5.光電檢測技術(shù)的基本內(nèi)容及其

8、面臨的問題光電檢測技術(shù)是測控技術(shù)與儀器專業(yè)能使技術(shù)人員了解和掌握光電轉(zhuǎn)換的基本原理及光電檢測技術(shù)所必須的各種知識(shí)，了解和掌握常用光電測量方法及常用測量儀器的使用，具備進(jìn)行各種基本光電測量所需技能和設(shè)計(jì)簡單光電檢測電路的能力。光電檢測技術(shù)基本內(nèi)容包括三方面的內(nèi)容。1）掌握與光電技術(shù)有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理和基礎(chǔ)效應(yīng)。如：陰極光電效應(yīng)，半導(dǎo)體光電效應(yīng)，PN結(jié)的光電效應(yīng)：光電池