1、 光電檢測技術是光電信息技術的主要技術之一，它主要包括光電變換技術、光信息獲取與光信息測量技術以及測量信息的光電處理技術等。如用光電方法實現各種物理量的測量，微光、弱光測量，紅外測量，光掃描、光跟蹤測量，激光測量，光纖測量，圖像測量等。 光電檢測技術將光學技術與電子技術相結合實現對各種量的測量，他具有如下特點：（1）高精度。光電測量的精度是各種測量技術中精度最高的一種。如用激光干涉法測量長度的精度可達0.05μm/m；光柵莫爾條紋法測角可達到 ；用激光測距法測量地球與月球之間距離的分辨力可達到1m。 （2） 高速度。光電測量以光為媒介，而光是各種物質中傳播速度最快的，無疑用光學方法獲取和

2、傳遞信息是最快的。 （3） 遠距離、大量程。光是最便于遠距離粗寒痹的介質，尤其適用于遙控和遙測，如武器制導、光電跟蹤、電視遙測等。 （4） 非接觸測量。光照到被測物體上可以認為是沒有測量力的，因此也無摩擦，可以實現動態測量，是各種測量方法中效率最高的一種。 （5）壽命長。在理論上光波是永不磨損的，只要復現性做得好，可以永久的使用。 （6）具有很強的信息處理和運算能力，可將復雜信息并行處理。用光電方法還便于信息的控制和存儲，易于實現自動化，易于與計算機連接，易于實現智能化。 光電測試技術是現代科學、國家現代化建設和人民生活中不可缺少的新技術，是機、光、電、計算機相結合的新技術。發展趨勢 隨著世界

3、各國的激烈競爭正以日新月異的速度突飛猛進及科研技術的提高，檢測技術在國民經濟的各個行業中，起著舉足輕重的作用，無論科學研究、產品質量及自動控制都需要檢測，利用現代光電子技術作為檢測手段，具有無接觸、無損、遠距離、抗干擾能力強、受環境影響小、檢測速度快、測量精度高等優越性，是當今檢測技術發展的主要方向。光電檢測技術將向著高精度、智能化、數字化、多元化、微型化、自動化方向發展。所謂高精度是指檢測精度向高精度方向發展， 納米、亞納米高精度的光電測量新技術是今后的發展熱點；智能化是指檢測系統向智能化方向發展， 如光電跟蹤與光電掃描測量技術；數字化是指檢測結果向數字化，實現光電測量與光電控制一體化方向發

4、展；多元化是指光電檢測儀器的檢測功能向綜合性、多參數、多維測量等多元化方向發展， 并向人們無法觸及的領域發展， 如微空間三維測量技術和大空間三維測量技術；微型化是指光電檢測儀器所用電子元件及電路向集成化方向發展；微型化是指光電檢測系統朝著小型、快速的微型光、機、電檢測系統發展；自動化是指檢測技術向自動化，非接觸、快速在線測量方向發展，檢測狀態向動態測量方向發展。以激光器為基礎的光電檢測系統已經成為最主要的發展方向。隨著精密度和功能特性的提高, 它將不斷取代那些昂貴且復雜的檢測方案。由于激光技術的不斷提高和成本的穩定下降, 可以肯定, 激光光電檢測技術將日益成為光電用戶的首選方案。激光超聲檢測技

5、術是光電檢測技術的另一重要的發展方向。這一技術利用高能量的激光脈沖與物質表面的瞬時熱作用，在固體表面產生熱特性區，然后利用這種小熱層在材料內部向四周熱膨脹擴散產生熱應力，從而通過這種熱應力產生超聲波。與常規超聲檢測方法比較，激光超聲技術具有下列優點：激光超聲不需要耦合劑，避免了耦合劑對測量范圍和精度的影響；激光超聲可實現遠距離操作，可用于高溫環境及腐蝕性強、有放射性等惡劣條件，并可以實現快速掃描，對生產現場快速運動的工件的在線檢測；激光超聲的盲區小于100微米，可用于測量薄工件。激光超聲的頻率帶寬較常規的換能器寬，具有測量微小缺陷裂紋的能力；激光超聲可用于表面幾何形狀復雜及受限制的空間，如焊縫

6、根部小直徑管道等；空間分辨率高，有利于缺陷的精確定位及尺寸量度，并可作為聲源應用于理論研究。 智能光電檢測系統成為了另一個很重要的發展方向。智能光電檢測系統由智能信號處理系統、光電傳感系統、測控系統、輸出系統和接口單元等組成。它以智能信號處理系統為核心，集成了光學采集、光學變換、光電轉換、電路調理、外圍接口及信息輸出等技術，可以實現光信息采集、光電信號轉換、信號探測、邏輯運算與推理、記憶存儲及信息傳輸等功能，并自動完成自檢自校和自我診斷與調整等功能。智能光電檢測系統由于環境適應能力強，測量范圍廣，測量精確度高，尤其是強化了人工智能系統，可以自動對噪聲、溫度、電壓波動及光源的變化進行修正，加上良

7、好的人機交互界面，大大簡化了操作程序，提高了數值處理和分析的效率。電荷耦合器件電荷耦合器件(charge couple device，ccd)是一種以電荷為信號載體的微型 圖像傳感器，具有光電轉換和信號電荷存儲、轉移及讀出的功能，其輸出信號通常是符合電 視標準的視頻信號，可存儲于適當的介質或輸入計算機，便于進行圖像存儲、增強、識別等處理。自ccd于1970年在貝爾實驗室誕生以來，ccd技術隨著半導體微電子技術的發展而迅速發展，ccd傳感器的像素集成度、分辨率、幾何精度和靈敏度大大提高，工作頻率范圍顯著增加，可高速成像以滿足對高速運動物體的拍攝，并以其光譜響應寬、動態范圍大、靈敏度和幾何精度高、

8、噪聲低、體積小、重量輕、低電壓、低功耗、抗沖擊、耐震動、抗電磁干擾能力強、堅固耐用、壽命長、圖像畸變小、無殘像、可以長時間工作于惡劣環境、便于進行數字化處理和與計算機連接等優點，在圖像采集、非接觸測量和實時監控方面得到了廣泛應用，成為現代光電子學和測試技術中最活躍、最富有成果的研究領域之一。 ccd技術之所以能得到如此迅速的發展，是因為ccd器件本身具有許多獨特的優點：1、 ccd器件是一種固體化器件，體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、壽命長；2、 圖像畸變小，尺寸重現性好；3、 具有較高的空間分辨率，光敏元間距的幾何尺寸精度高，可獲得較高的定位精度；4、 具有較高的光電靈敏度和較大的動態范圍

9、。ccd的分類ccd器件有線陣ccd和面陣ccd兩種。線陣ccd通常將ccd內部電極分成數組，每組稱為一相，并施加同樣的時鐘脈沖。所需相數由ccd芯片內部結構決定，結構相異的ccd可滿足不同場合的使用要求。線陣ccd有單溝道和雙溝道之分，其光敏區是mos電容或光敏二極管結構，生產工藝相對較簡單。它由光敏區陣列與移位寄存器掃描電路組成，特點是處理信息速度快，外圍電路簡單，易實現實時控制，但獲取信息量小，不能處理復雜的圖像（線陣ccd如右圖所示）。面陣ccd的結構要復雜得多，它由很多光敏區排列成一個方陣，并以一定的形式連接成一個器件，獲取信息量大，能處理復雜的圖像.ccd的應用 ccd技術是集光學

10、、電子學、精密機械及微計算機于一體的綜合新興技術，應用領域相當廣泛。它可以應用于（1）在線監測：ccd可用于在工業產品加工過程中對工件的尺寸，位置、表面缺陷等物理量實現非接觸在線監測；（2）光學信息處理：ccd可用于光學文字識別ocr、標示識別omr、圖形識別opr等；（3）環境監控：ccd可用于惡劣條件中對環境的自動監測；（4）軍事應用：ccd可用于導航、自動跟蹤、偵察等。目前，隨著大規模微細加工技術的發展， ccd像素高密度集成技術取得了 突破性的進展。器件像素的中心距已做到00040007mm，線陣ccd可達5000個像素，這就為計量領域應用ccd打下了良好的基礎。ccd作為一種易于與計

11、算機連接的傳感器，在位移檢測、運動速度測量、熱加工溫度場模擬、激光加工研究、光譜分析、無損探傷等方面都有廣泛的應用前景，尤其是數字ccd傳感器的開發，ccd傳感器與信號采集電路的大規模集成，新型快速圖蒙處理軟件的開發，使得ccd傳感器在工業檢測與自動控制應用中將發揮更重要的作用。ccd傳感器在焊縫跟蹤自動化系統中，已成功地應用于平面的焊縫跟蹤，在未來的發展趨勢中，運用ccd傳感器在進行船體、儲汽罐等復雜幾何形狀、三維幾何形狀的焊接跟蹤實時控制中，更易于實現焊接實時控制，而且可以實現任意形狀的焊縫實時跟蹤，將起到更重要的作用。它在三維測量系統的開發和應用。cad，cam，多煤體應用和虛擬現實系統中都有廣闊的應用前景。它將促使鋁4造業向機器人自動檢測與控制、智能化測量、柔性集成制造系統、無人加工車間方向發展更進一步。隨著電腦網絡系統的發展，ccd傳感器