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光电技术应用范文1
（1）液晶显示器。利用光电子技术对有源阵列液晶显示器进行制造，其主要是利用光刻技术，对薄膜晶体管着、色滤波器的阵列进行制作，并且通过对光学检测技术的利用，对显示器产品进行最后的监视。在显示器的制作中，光电子技术一直贯穿着整个过程，尤其是在诊断工艺的时候，对微粒的控制和检测则利用光学之后，还利用紫外光解决液晶在密封上的问题，最后，在对加工中存在的缺陷问题上利用了激光对其进行查找定位、处理。
（2）信息储存。在进行信息储存的时候，主要采用的是DVD、CD等方式，其主要采用的技术就是利用光储存信号来进行储存的，而储存的容量大小则需要由写入的光源来进行决定，光盘储存量则和光斑之间具有反比的关系。从刚开始的时候，对于光电子激光器来说，主要采取的是气体激光器，随着社会的发展，逐渐发展成为半导体激光器。此时，当写入的光源产生的光斑则会与激光波的平方产生反比例的关系，使VCD、CD的储存量得到有效扩大。
（3）通信技术。在通信技术领域中，应用光电子技术具有保密性高、信号容量大、结构轻便、通信距离远等优点，主要是利用激光技术，将信息都加载于激光束之上，利用激光束快速传播的方式来进行通信，与无线电技术相比，激光通信多了光电和光电转换过程，经由信号的转变其，将已有的影像、声音等进行转换，使其转成为电信号之后，将信号利用调制器进行调制成为一束激光，由于此调制成的激光参数会受到信号控制的影响，从而使信号在激光上得到加载。此时将激光利用发射端进行发射，在接收端进行接收，利用光检测器对电信号检测，最终使用调节器对信号进行还原。
2光电子技术科学应用于军事领域
（1）激光测距仪。在飞机、坦克、火炮和舰艇中，激光测距仪是这些武器装备的重要组成技术装备，使各战术武器装备在系统上具有更强的攻击力，并且具有更高的准确性。通常情况下，能够使其首发的命中率高于80%，使各武器装备能够充分发挥自身的作用。
（2）热摄像仪。在目前的热摄像仪中，GaAlAs/GaAaQWIRFPA是热摄像仪应用最为广泛的技术，而非制冷IRFPA的热摄像技术，不仅使在极度低温冷却的工作问题得到解决，而且还使热像仪在密度和成本上更具优势。在目前，非制冷热像仪主要应用在低中挡的传感器中，其所采用的阵列主要分为640×480、320×240，其可以进行探测的温差为0.05K。
（3）预警和干扰设备。利用飞机对目标进行一系列的侦测，其主要利用的是加载在飞机上的光电子预警设备，其可以对空间坐标、技术参数等进行确定和侦测，经过相关判断之后，对存在的危险目标进行预警。其主要是利用在不同的物质上、背景上所产生的光电子电磁波存在不一致的反射，将四周反射出来的电磁波与目标进行差异性的比较，以此来得以识别和发现目标之后对其进行跟踪、预警。目前在火箭、导弹中的红外预警器得到应用。
3结语
光电技术应用范文2
关键词：光电变换；薄膜材料；制备原理
物质在受到光照以后，往往会引发某些电性质的变化，亦即光电效应。光电效应主要有光电导效应、光生伏特效应和光电子发射效应3种。最近有人提出GENESIS计划（grobal energy network equippers with solar ceils and international superconductor grids），即在世界范围内，将太阳能电站发出的电力用超导电缆连接，建设全球规模太阳能综合供电网络的计划。目前，在日本已有新阳光计划.美国有Solar 2000计划，欧盟（EU）有Sahel计划等。世界主要工业国家针对21世纪能源的综合需求和地球环境改善.将进一步推进包括太阳能电池在内的太阳能利用计划。
一、光电变换薄膜材料的制备原理技术
当金属或半导体受到光照射时，其表面和体内的电子因吸收光子能量而被激发，如果被激发的电子具有足够的能量，足以克服表面势垒而从表面离开，产生了光电子发射效应。CIS薄膜太阳能电池是以铜铟硒（CIS）为吸收层的薄膜太阳能电池。目前，还有在CIS中掺人部分Ga、A1来代替CIS中的In，从而形成CIGS或CIAS薄膜太阳能电池的结构；而且这一类电池被认为是未来最有希望实现产业化和大规模应用的化合物薄膜太阳能电池。美国的CuInSe2-cd（zn）s薄膜太阳能电池的光电转换效率可达12%，这使CIGS薄膜太阳能电池成为高性能薄膜太阳能电池的前列。
主要介绍CIGS薄膜的制备技术。
①Mo背电极薄膜的沉积。在电池研究过程中，包括Mo、Pt、Ni、A1、Au、Cu和Ag在内的很多金属都被试着用来制作背电极接触材料。研究发现，除了Mo和Ni之外，在制备CIGS薄膜的过程中，这些金属都会和CIGS产生不同程度的相互扩散。扩散引起的杂质将导致更多复合中心的产生，最终将导致电池效率的下降。在高温下Mo具有比Ni更好的稳定性，不会和Cu、In产生互扩散，并且具有很低的接触电阻，所以一直被用做理想的背电极材料。
Mo的沉积厚度约为0.5-1.5μm。首先在钠钙玻璃上采用射频磁控溅射、直流磁控溅射或真空热蒸发的方法沉积厚度约为1.0μm的Mo层。由于直流磁控溅射技术制备的Mo薄膜的均匀性好，薄膜的沉积速率高，所以，一般在沉积Mo薄膜时多采用直流磁控溅射技术来沉积。
②CIGS薄膜的沉积。具有黄铜矿结构的化合物材料CulnSe2（CIS）或CulnGaSe2（CIGS）在可见光范围内的吸收系数高达105 cm-1，通过改变镓的含量，其禁带宽度在1.04～1.67 eV范围内可调，可以制备出最佳禁带宽度的半导体材料。同时具有好的稳定性，耐空间辐射，属于最好的薄膜太阳能材料之一。美国可再生能源实验室用Cu、In、Se、Ga四元共蒸发沉积法制备的薄膜太阳能电池的转化效率已经高达18.8%。虽然共蒸发法在小面积电池上取得了最好的效率，在大面积制备薄膜太阳能电池的产业化应用方面，却存在其难以克服的障碍。目前采用较多的方法仍然是磁控溅射法。基于磁控溅射的工艺也有很多，主要有溅射预制薄膜后硒化方法，预制薄膜的制备等。基于以上的要求，制备的Culn（CuInGa）预制薄膜厚度为600～700 nm，Se化后Cu—InGaSe2薄膜的厚度为1.8～2.0μm，整个厚度会有2～3倍的提高。
二、光电变换薄膜材料的应用
太阳能光电转换装置就是太阳能电池。太阳能电池，又称光伏电池。太阳能电池发电的原理是利用光生伏特效应。当太阳光源或其他光辐射到太阳能电池的pn结上时，电池就吸收光能，从而产生电子一空穴对。这些电子一空穴对在电池的内建电场，即pn结电场的作用下，电子和空穴被电场分离，在pn结的两侧，即电池两端形成由电子和空穴组成的异性电荷积累，即产生“光生电压”，这就是所谓的“光生伏特效应”。如果将多个pn结串联起来，就可以得到具有一定电压的太阳能电池。太阳能电池的直接输出一般都是12 V（DC）、24 V（DC）、48V（DC）。
太阳能电池是受太阳光照射而工作的光电池。在带有受光面的半导体单晶，或非晶板的表面之下，制作pn结，其P区和n区分别与外电路相连接，在太阳光照射下。产生从P到n的电流。为使太阳能利用更快普及，需要进一步降低太阳能电池，特别是更具普及意义的a-Si太阳能电池的价格。为此，需要在a-Si太阳能电池制造工艺的简化、低能耗、无公害、省工时、省原材料、辅助材料（例如基板）价格降低等方面不断改善。与此同时，还要保证电池特性不断提高。目前，Si系太阳能电池的效率已达12%以上，在成膜装置方式方面，已普遍采用一室对应一个处理工序的多室连续方式，以及为提高膜层质量的超高真空连续分离成膜装置。
从材料方面讲，宽能隙P型a-SiC窗口材料已获得广泛应用，为进一步提高太阳能电池的效率，正在开发新的P型层材料。此外，超品格材料以及微品材料也有采用。关于电池的结构，最新发表的多为多层结构（多能隙结构）。而且，多品硅及CulnSe2等品体层与a-Si相组合的结构也在研究开发之中[4]。
窄能隙a-SiGe材料由于采用传统的含氢系，因此特性不够理想。随着制膜技术的改进和发展，以及氟系a-SiGe的开发，已经获得光导电特性优良的膜层。
三、结论
在成膜方法方面，已普遍采用各种等离子体控制方式，以及利用光、ECR等的CVD法等。总的说来，随着工艺进展，利用高速成膜法，已能获得高品质膜层。以上通过对光电变换薄膜材料制备原理技术及应用进行探讨，期望能够对当前光电变换薄膜材料的发展有所借鉴。
参考文献：
[1]胡居广，李启文，郑彬，汤华斌，王培，罗仲宽，曹慧群，林晓东. 衬底温度对PLD法沉积CdS及ZnS薄膜材料的影响[J]. 太阳能学报，2013，01：34-38.
[2]贺英，潘照东，张瑶斐，朱棣，陈杰，王均安. 聚苯胺/ZnO纳米线薄膜材料作为发光层的柔性光电器件及其发光机理[J]. 发光学报，2012，02：201-205.
[3]唐正霞，沈鸿烈，江丰. 不同薄膜材料上铝诱导多晶硅薄膜的研究[J]. 金陵科技学院学报，2012，03：38-41.
光电技术应用范文3
在全人类都在面临着气候变化、空气污染和资源紧缺的共同危机的今天，低碳型可持续发展已经成为了当代社会发展的主流。而因为建造活动在消耗资源的同时制造了大量的环境污染物，低碳景观的发展问题需要更多的关注。新能源、新材料在景观设计中的应用研究和实践正是为实现这样的目标而提出的。本文以深圳栖游家园住宅小区设计为例，提出了应用光电转换技术来实现低碳景观的思路。
关键词：光电转换技术；太阳能光电板；低碳景观；新能源
Abstract: with the global climate change, the problem of environmental pollution has caused great concern in the international. Global warming, the world is thought to be due to the greenhouse gas carbon dioxide emissions caused by excessive. In order to make the trend of ecological environment deterioration has been further curb, develop clean, safe, sustainable development of renewable energy has been put on the agenda.
In all of humanity in the face of climate change, air pollution and resource shortage of common crisis today, low-carbon sustainable development has become the mainstream of contemporary social development. And because the construction activities in the consumption of resources at the same time to create a large number of pollutants in the environment, development of low-carbon landscape should be paid more attention to. Application research and practice of landscape design in the new energy, new material is put forward to realize this goal. This paper takes Shenzhen aquatic tour home residential design as an example, presents the application of photoelectric conversion technology to achieve low carbon landscape ideas.
Keywords: photoelectric conversion technology; solar panel; low carbon landscape; new energy
中图分类号: O472+.8 文献标识码：A文章编号：
太阳能作为目前取之不尽用之不竭的能源，应得到广泛的推广应用。据了解，深圳的用电缺口在逐年增大，因地制宜开发和推广应用太阳能有利于缓解当前能源紧缺状况，符合我国能源发展战略。深圳位于北回归线以南，气候炎热，太阳辐射时间长，有利于利用太阳能转换装置，一方面降低能源成本，另一方面可减少炎热天气下的地表温度，增加庭院舒适感。
一、项目概况
栖游家园住宅小区位于深圳市南山区后海大道与花果山路交汇处，是一个崇尚人性化、生态环保的年轻时尚的生活社区。作为该项目的景观设计师，我们在该项目上运用了光伏发电的光电平板技术，建造在二层公共平台花园打造一组光电转换景点，并在概念设计之初，建议在高层屋顶设置光电转换设备，以供楼梯间照明和园林景观照明的公共用电需求，减轻了住户的物业电费上的公共分摊费用，倡导新的低碳生活理念。
在收集各方资料后，我们对小区的光照环境及使用者的感受进行了认真的分析，通过日照模拟计算，得出日照时长大于或等于7小时的区域，结合入口小广场及喷水组合景墙，以景观设计一体化的手法揉合到现有的景观系统中，不仅可以使小区景观美观，更洋溢着一股绿色低碳的味道，同时可以发电，满足夜间景观照明需要，彰显节能建筑要求，更可以让住户加深对光电绿色节能措施的了解，有利于青少年养成保护生态环境和节约能耗的思维习惯。
光电转换装置效果如下图：
六个太阳能光电转换景观组，以一种序列排列方式设置在开扬的二层入口平台小广场上，将太阳能量转化为电能以直流电的形式储存在蓄电池里，通过转换为交流电，直接驱动喷水景墙的水泵工作，通过相关设计将接线盒、旁路二极管、连接线等隐藏在太阳能光电转换平板下方的基础中，这样既可防阳光直射和雨水侵蚀，又不会影响太阳能光电板的外观效果，达到与景观的完美结合。在阳光明媚的日子里，我们可以最直观地看到能量是怎样变成人见人爱的一种喷泉景观。
我们用“生命之源”来述说这样的一个故事：生命之初，是万物依靠的太阳提供给生命能量，能量传递的结果，产生了生命，水循环使得生命得以生生不息地延续。
二、光伏发电系统节能原理
利用光能转换电能的效应原理，光伏电池组件在白天接收太阳辐射能并转换为直流电能输出，再经由逆变器转变为可为用电设备供电的交流电力；转换过程不产生辐射及其它环境污染。但目前太阳能光电板的生产过程中，单晶硅和多晶硅会产生不可逆转的环境污染，目前科学家们正在研究更好的途径，如何减少生产过程的污染。
以本项目小型的光电转换装置为例，六个太阳能光电转换景观组合计可安装太阳能光电板面积约为60 平方米，按透光率30%计算，可安装太阳能组件约5.1 千瓦。按照深圳地区日照辐射太阳能组件发电功率计算，5.1KW 每天可发电约18KWH，每年可发电约0.66 万KWH。现在电价逐年在递增，每度电暂按1.5 元计算，每年节约电费1万元；以太阳能电池寿命为25 年计算，约能节约电费25 万元，其中还未包括火力发电对环境污染的整治投入和煤炭等资源的费用。
本项目单纯按发电量来算，其经济值是较低的，与常规能源相比，初始投入费用仍然比较高，这也是制约太阳能光伏应用的主要因素。然而，我们也应看到，治理常规能源所造成的污染是一项很大的“隐蔽”费用，并且太阳能光伏发电虽一次性投资较大，但其运行费用很低。
太阳能光伏与建筑、景观相结合是一个方兴未艾的领域，有着巨大的市场潜力。它需要太阳能光伏设计制造者与建筑和景观材料、设计、施工和电力部门密切合作，共同努力才能取得成功。
三、光伏发电电能的利用
住宅小区可采用的太阳能转换电能的利用方式有以下3种：
1.将太阳能光电转换装置白天产生的电量，以直流电方式储存在设备附近的蓄电池中，夜晚可将蓄电池的电用于附近的路灯照明。优点是所发电量可直接用于小区用电，减少电线铺设，缺点是路灯照明不稳定，需考虑天气的影响，并需同时结合市政用电补充。因此，我们可采用太阳能光电转换的电量连接至照度要求不高的庭院草坪灯，即使受恶劣天气影响无法正常发电，也不至于对园区生活造成太大的干扰。
2.将太阳能光电转换装置白天产生的电量，通过直流交流转换器，直接并入小区的电网中，实现“局域小并网”，减少白天小区中的用电量，节省开支。优点：所产生的电量及时并入电网，减少损耗，不影响全区的用电效果；缺点：所需的设备较多，比较适合较大规模和面积的太阳能光电转换板设备。
3.期待在不久的将来，可将所发电量直接并入市政电网，以抵消小区所消耗的电量。
四、关于光伏发电今后的思考
国外许多国家的光伏建筑一体化并网发电系统的技术已经成熟，光伏发电已在国外已取得了许多成功的例子，美国和欧盟已经进入了一个新能源时代，在积极创造一个未来的智能电网。
目前国内的供电系统是单方向的供电，我国正在着手开展智能电网的研究与建设，并开展了可再生能源集中并网及储能领域的相关研究，我们期待着国家的电网可适应新能源发电的接入要求，实现各类电源及用户的无忧接入并和用户双向互动。届时，市民可以采用自发电的形式，将通过太阳能光电转换等可再生能源产生的用电并入市政电网，政府将节省的资源费用返还市民，并采用错峰用电和错峰电价的措施，使得市民可在白天用电量少的时候利用太阳能发电，夜间用电高峰期采用自发的电量满足自身需求。这样可使得光电转换技术得以在我国大面积地展开。
结语
栖游家园的景观光伏发电项目虽然只是一个小小的举措，但它将展现建设投资方对环境保护的重视，让使用者培养起对环境保护和科学发展的认知。在住宅小区建设太阳能光伏发电一体化系统不但响应国家节能减排方针，更能为该地区市民更直观地了解和认识到科学发展与节能环保的重要性，为推动我国新能源开发及全球环境的改善作出催化剂的作用。该项目的建成也有利于优化园区的供电结构，在打造节能建筑理念方面，具有极大的社会、环境等综合效益。
希望本项目的建成能成为其他公共建筑与房产投资商的效仿对象，将具有较大的标杆示范效应。
光伏发电作为有效地节能措施，不单单在景观方面可以起到良好的启示作用，它在建筑设计的光电幕墙、光电屋顶上发挥着更加重要的作用。光伏发电在中国的大规模推广应用是可以预见的，除了有关研究开发机构及公司企业进一步努力之外，很重要的一个方面，还需要政府有关机构和部门对其重要性和迫切性进一步提高认识，进一步扩展其战略规划和发展计划，进一步制订有效的扶持政策和措施，进一步加强指导和引导，使光电转换设备在不太长的时间内，大规模合理应用，大规模健康发展。
参考文献：
1.智能与绿色建筑文集.北京：中国建筑工业出版社，2005.
2.智能电网技术，刘振亚主编，国家电网报，2010年6月19日
光电技术应用范文4
一、我国太阳能光电行业发展中存在的问题
目前，我国太阳能光电技术产业的发展现状不是特别好，一些光电产品都是国际进口，而且以出口为主，也就是说，我国生产的太阳能光电产品大部分都会出口到国外的市场中。对于一些留在国内的太阳能光电产品也都应用到了农村，实现了太阳能光电发电的独立型使用，所以说，我国太阳能光电行业中还存在着很多的问题，其中主要包括以下几方面：首先，太阳能光电行业是一个具有综合性的行业，里面包括了光学、建筑学、化学以及物理学等，因此，对人才的需求也比较大，但是，我国在人才方面比较稀缺，影响了太阳能光电技术的发展[1]；其次，要想提升太阳能光电转化的效率，最重要的学科是材料学，因此，材料学的研究直接影响着太阳能光电技术的发展；再次，太阳能光电技术中的物理学以及化学的理论基础不是特别强大，没有实现突破性的发展；最后，太阳能光电行业没有实现与建筑行业的有效集合，不能符合现代建筑的发展需求。
二、太阳能光电技术在现代建筑中的应用
（一）太阳能光电技术在现代建筑节能中的应用
根据目前的情况来看，太阳能光电技术在现代建筑中的应用主要体现在建筑的光伏一体化系统，也称为BIPV系统，它能将太阳能的发电机安置在建筑的屋顶或者是墙面上，应用的原理与普通的光伏发电系统大致相似，主要的区别是太阳能的组件不仅能够作为系统的发电机使用，还能作为建筑的外墙材料，而且用在建筑光伏一体化系统的光伏组件可以是透明的也可以是半透明的，在这种情况下，外面的光线既能够通过该组件照到建筑内，还不会影响建筑内的采光情况。在建筑中应用太阳能光电技术以及建筑光伏一体化系统，能够现场发电现场使用，另外还具有大量的优点：在建筑中应用太阳能光电技术进行发电能够实现建筑的节能和环保功能；还能减少成本的投入，避免在运输的过程中出现损失；还能对建筑的外围起到保护作用，具有较强的隔音和隔热效果；优化建筑内的热环境；但是，BIPV系统具有较高的成本消耗，而且在短时间内很难在建筑中实现应用，其中成本的消耗主要体现在光电转换方面，在设计方面没有太多的要求。因此，我国太阳能光电技术在现代建筑中的应用还有待完善，从而实现现代建筑的完全节能。
（二）太阳能光热技术在现代建筑中的应用
对于太阳能技术中光热技术在现代建筑的应用来说，主要体现在太阳能热水以及被动式太阳能采暖技术。实际上，我国太阳能热水系统是在上世纪80年代左右兴起的，当时只能对日常的生活用水进行加热，而且技术的水平比较低，而一些欧美地区已经能使用太阳能的热水系统进行热源的辅助和促进常规能源的运行，并且为人们的生活提供所需要的热水以及洗浴用水等。为了能够同时满足人们的需求和城市的美化，我国的太阳能热水系统已经向着实用性强、与建筑有效结合的方向发展，这已经成为了我国发展太阳能光电技术的具体目标。在上世纪70年代我国就已经对太阳能在建筑中的应用进行了分析，一直到现在，太阳能在建筑中应用的面积已经达到了1000多万平方米。在现代的生活中，太阳能光电技术已经从建筑的群体化向着住宅小区发展，比如，在甘肃省的某些城市中就已经创建了占地面积在10万平方米左右、建筑面积在9.5万平方米左右的太阳能小区，促进太阳能光电技术在现代建筑中的广泛应用[2]。虽然给社会带来了较大的经济效益，但是，在技术方面与发达国家相比还是存在着较大的差距。
三、太阳能光电技术未来的发展
虽然现在的太阳能光电技术有着很多的优势，在现代建筑中也实现了广泛的应用，但是，太阳能光电技术所需的设备成本非常高，根据我国的资金运转情况，根本不能实现良好的发展。我国可以借鉴一些国外的太阳能光电技术，从而实现太阳能光电技术的持续发展。比如，德国在太阳能光电技术的应用方面就非常有优势，他们的研究人员专门制定了太阳能可再生的电力法，从而促进太阳能的广泛使用[3]。在德国，太阳能光电技术的使用最重要的就是绿电购买绿电，意思是德国人民在自愿的情况下进行绿色电力的购买，而且绿色电力的价钱要比普通电力的昂贵，大概每KWh贵3欧分左右，电力销售公司在卖出绿色电力之后，用获取的利润继续大量购买绿色电力。在这种规定的情况下，太阳能光电技术肯定会得到了高效的使用，电力公司不仅不会出现亏损的情况，还能实现射虎的环保，这种模式在我国以后的太阳能光电技术发展中值得推广，从而促进太阳能光电技术的良好使用。
光电技术应用范文5
关键词：认知理论；布鲁纳；光电检测技术；专业课教学
作者简介：莫文琴（1978-），女，湖北武汉人，中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院，讲师；晋芳（1978-），女，湖北武汉人，中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院，副教授。（湖北 武汉 430074）
基金项目：本文系中国地质大学（武汉）研究生培养模式与教学改革基金（编号：CUGYCXK0820）和中国地质大学（武汉）中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（编号：CUGL110222）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）04-0076-02
认知学习理论是通过研究人的认知过程来探讨学习规律的理论。认知理论主要包括：人是学习的主体，学习不是通过练习和强化形成的，而是通过顿悟与理解获得；学习可以看成学生个体构建自己的认知体系的过程；教学要关心学生学习过程的主动性及学生对知识意义的建构。[1，2]认知学习理论不仅重视人的主体性，而且准确把握了学习的基本过程及其规律。布鲁纳认知理论是现代认知理论的代表，他强调认知学习与认知发展，提倡发现学习，倡导结构主义教育。“光电检测技术”是一门综合性很强的专业课，涉及了光学、电子和计算机等多门学科，也是现代检测技术重要的发展方向。由于该课程基本知识点多、应用性较强，如何提高教学质量是该课程教师所共同关注的问题。[3，4]因此，通过将布鲁纳认知理论应用到“光电检测技术”的教学中，尊重学生学习的主体地位和知识的认知规律，促进了学生对该课程基本知识点的掌握，完善了学生专业知识体系的构建，取得了良好的教学效果。
一、课程教学遵循知识的认知过程
布鲁纳认为认知结构在一个人的学习过程中是不断发展的，人们总是通过把新来的信息与原有的认知结构联系起来积极构建起知识体系；学习的实质在于主动形成认知结构，学习包括知识的获得、知识的转化和评价三个过程。[1]
1.知识的获取
认识的获取，是新知识通过“同化”思维后，被容纳到新的认知结构中。我们在介绍新知识时，需要通过与学生以往接触过的系统进行类比，帮助学生理解和掌握新知识。学生在学习“光电检测技术”课程之前已经修完了“传感器技术”课程，那么在介绍现代光电检测技术中的光纤传感器时，将其与传统传感器进行类比：传统传感器的核心是电量参数的变化，传输信号为电信号，传输介质是电线，被测量是物理量（温度、压力或流量）；而光纤传感器的核心是光电场参数的变化，传输信号变成了光信号，传输介质是光纤，被测量仍然是物理量。通过这样的比较和分析，将新知识（光电场参数、光信号和光纤）“同化”到传统传感器结构中，帮助学生构建新的认知结构。
2.知识的转化
在获取知识之后，就是对新知识进一步分析和概括，从而演绎出新内容的过程。同样以上述例子说明，在学生获得光纤传感器的概念后，就要其思考：为什么会产生光纤传感器，光纤传感器和原有传统传感器相比，优势是什么？于是教师可以通过对不同光纤传感器的应用进行介绍和归纳，让学生了解到光纤传感器具有长距离遥测、耐恶劣环境（高温、强电磁干扰）、灵敏度高和易于联网等优点。这样，学生一旦遇到需要高灵敏度探测处于恶劣环境的物理量的课题时，自然就会考虑能否采用光纤传感器这一方案，或者说通过新知识的转化，学生在已掌握传统探测方法的基础上又增加了光纤传感这一方法，开拓了学生思路，提高了学生解决问题的能力。
3.学习评价
学习评价除了传统的考试，还可以通过课堂问答、开放式讨论、实验及课程设计等方式来实施。平时在课程教学过程中，待学生学完某一章节之后，教师利用课堂问答来检验学生对基本知识点的掌握程度，并根据学生的反馈来调整教学的进度，如果学生大部分还未真正理解该章节的基本概念和理论，则需要再次帮助学生完成基本知识点的获取。
开放式讨论则是在学生已具备一定理论基础后，检验他们是否能将新知识转化成为认知系统中新的内容。学生在“光电检测技术”课程中学习了激光雷达的工作原理后，教师可以设定具体问题，比如雷达测速与激光雷达测速的区别，让学生展开讨论。这样，学生通过与已修完的“物理检测理论与检测技术”课程中所学的雷达测速进行比较和分析，就能了解到两种测速的方法其实都是基于多普勒效应，只是激光的方法是利用光信号作为载波，而雷达是利用微波。但正是由于激光雷达采用的是比微波频率高104～105倍的光载波，它的测速精度也远高于一般雷达测速系统。利用类似的问题，可以检验学生是否掌握了新的测试技术，从而评价学生的学习效果。
实验和课程设计是学习评价环节中最为重要的内容。它是对新知识转化程度的一种检验，即考查学生对于新知识的使用是否得当，分析和概括是否准确。[1]学生不再是被动接受新知识，而是亲身试验，从实验的结果和现象中加深对基本知识点的掌握，验证问题的解决方法是否有效。“光电检测技术”课程开设有光电器件特性实验，学生在对光电二极管的光伏特性进行测试时，经常会提出疑问，即为什么当光电二极管的两端电压改变时，流过管子的电流始终不变？这时，教师就会反问他们，如果光电管上光照没有变化，管子的电流会变化吗？他们才恍然大悟，流经管子的电流只与入射光照有关，既然管子受到的光照恒定，光电流也是不变的。通过这种验证性实验，学生对光电器件的各种特性印象深刻，因此对课程的基本概念的掌握更加牢固。
当然，正如布鲁纳所说，知识的获取、转化和评价是三个几乎同时发生的过程。我们在“光电检测技术”课程教学中，将上述学习的三个过程贯穿整个课程讲授中，即每一章理论学习后安排课堂问答、开放式讨论和实验，这正符合学生对知识的认知过程，通过这些教学环节的展开，学生由浅入深、由表及里地掌握了这门学科的精髓。
二、教学应使学生理解各门学科的基本结构
学科的基本结构包含两个方面的内容：学科的基本知识结构以及学习的态度和方法。[1]学科的基本知识结构指的是该学科的基本知识概念和基本规律。学科的基本知识结构好比金字塔的基底，承受着最沉的负荷，只有基础打扎实了，才能有塔顶的辉煌。
在光电检测技术系统中，光电探测器起着将光载波转换为电信号的核心作用，其选取和使用是否得当在很大程度上决定了光电系统的性能。而光电器件的主要性能参数是区别各种光电探测器的基础，比如光谱特性，即探测器输出信号大小与照射到探测器上光波长的关系。可以这样解释：探测器好比人的眼睛，在红橙黄绿青蓝紫各种颜色中，我们总是对黄绿色的光最为敏感，也就是说在黄绿色光波长处，人眼的光谱响应度是最大的。这样的类比之后，学生很容易去理解光电器件的主要性能，从而能够根据各种光电器件的区别和特点，将各种光电器件应用在各自适合的场合，比如PIN型探测器和雪崩光电二极管，时间响应最快，适用于光通信中高速光信号的探测；而光敏电阻时间响应慢，线性较差，一般来说作为开关光信号的探测。通过对光电器件特性参数这一基本概念的理解和掌握，为器件选型、光电检测电路的设计和光电检测系统的设计打下基础。
由于“光电检测技术”课程涉及较多的专业基础，比如大学物理、模拟电子和数字电子、电子测量课程等，所以学生要学好该门课程，应当具有一定的知识背景，才能消化晦涩难懂的知识点。有些学生专业基础较差，在课程学习中很容易碰到挫折而放弃努力，这时，教师应该指导学生端正学习态度，以脚踏实地的态度去学习这门课程，不应急功近利；帮助他们复习相关的知识背景，从而理解本课程的重要知识点，只有这样后续学习才能顺利进行。同时，考虑到本课程应用性较强，教师讲课时应多联系实际，结合业界热点问题，介绍相关系统和技术。通过具体的应用系统案例将需要介绍的知识点引出，然后对知识点进行详细讲解，帮助学生深刻理解和掌握，最后引导学生回过头去分析系统中这些知识点是如何发挥作用的，解决了哪些问题。例如干涉测量技术这一章中介绍了典型的相位调制干涉仪，萨古纳克干涉仪是其中一种。倘若教师直接给出该干涉仪的工作原理，学生的兴趣不会很大。但是教师如果抛出这样一个问题：哪位同学知道苹果iPhone手机中的陀螺仪是如何工作的？想必学生就很想知道答案了。这时，教师就可以说明：如果将萨古纳克干涉光路放到光纤中，这便是光学陀螺仪了。萨古纳克干涉仪利用光的干涉作用，测量光环路的转动角速度。知道了萨古纳克干涉仪工作原理，教师再引导学生回到苹果手机中的陀螺仪的例子，正是因为陀螺仪能够感知三个轴方向的角速度，结合加速度传感器，就能够为手机提供导航和增强功能。因为学习的最好刺激，是对所学内容有兴趣。[5]一旦他们发现这些基本知识点可以解决实际系统中的重要问题，就会觉得值得去学，从而使学习的主动性和积极性得到提高。
三、提倡发现学习，激发教学生长点
布鲁纳认为发现并不只限于获得人类尚未知晓的知识和规律，也包含通过独立思考而获得的一切形式和方法。[1]提倡发现学习，教师可以通过设定的问题和情境，[6]比如电机转速的测量，要求学生给出合理的设计方案。学生五人一组，每组将自己的设计方案在课堂上讲述出来，教师则引导学生对各种方案进行比较和评价。该方式以学生为主体，一方面是激发学生学习的内部动机，在掌握基本知识的前提下，使其主动探索知识、独立解决问题；另一方面在讨论和争议的过程中，学生能够获得知识的生长点，因为每一组的方案不尽相同，在的过程中知识和经验得到积累。当然，在学生讲述和讨论的过程中，需要教师进行正确指导，并对各种方案给予合理的评价。
四、结束语
“光电检测技术”这门课需要学生掌握较多的专业基础知识，并且应用性较强，强调学生的动手能力。学生从以往理论性较强的课程学习转向应用性较强的专业课学习，需要一定的过程。笔者通过将认知理论应用到课程教学的各方面，以学生为学习的主体，教学遵循学生对知识的认知过程，使得学生更容易理解很抽象的基本概念，提升了其使用新技术解决问题的能力，将新知识与原有认知系统关联起来，丰富了学生的知识体系。
参考文献：
[1]武新春.高等教育心理学(修订版)[M].北京:高等教育出版社,2003.
[2]赵娟,娄德军.认知学习理论在课程改革中的应用[J].大连教育学院学报,2003,(1):23-25.
[3]李刚,曹浪舟.光电检测技术课程教学改革的探讨[J].高等函授学报(自然科学版),2010,(4):43-45.
[4]周雪芳.对“光电检测技术”课程内容体系优化的思考[J].中国电力教育,2010,(35):96-98.
光电技术应用范文6
关键词：光电计数器；思路；设计分析
将不同种类的数字变换器接入到光电计数器的输入通道中，并在与数字变换器相适应的换能器的作用下就可完成不同功能的数字化仪器的制作。电子计数器在科学研究和工业生产等领域都发挥着巨大的作用，达到了测量过程自动化的目的，具有操作简便、精确度高、测量速度快、显示结果直接以及功能多样等优势。一、设计光电计数器过程中的要求
信号输入电路、计数、处理电路、计数状态控制电路、显示驱动电路、电源电路、显示器是光电计数器的主要构成部分。信号输入电路中能接收触点开/关以及脉冲电压（各种电压幅度）形式的信号，通过连接信号输入电路及光电耦合器的方式，成功的对计数电路和信号处理电路进行了光电隔离。此外，计数电路不仅能避免计数器出现复位的情况，还具有控制输入信号的功能。外部控制电路能够通过外接端子实现对计数器复位和工作的控制。 在设计光电计数器过程中，通常比较器整形都是由LM324组成的，放大整形部分由LM324同相放大组成，施密特触发器则是由反相器组成的。
二、设计光电计数器的主要电路
光电计数器的工作过程主要是：红外光信号在经过发射器发射后，利用反射作用在接收管的作用下转变为电信号，经过放大比较整形后的电信号就成为了触发脉冲。在加法计数器中，触发脉冲就是计数脉冲，进行计数功能，而计数信号显示功能由七段LED数码管来进行。其中，脉冲红外光交流驱动模式能更好的增大作用的距离。
三、光电计数器的技术要求和设计原理
SV直流稳压电源对整个光电计数器的电路进行供电。由驱动红外发射管VD1发射红外线脉冲和多谐振荡器产生的方波信号（330Hz）是光电计数器的设计原理。VD2在接收了被手阻挡而反射回来的红外线脉冲后将其转化成电信号，并在50 Hz的灯光干扰下对高通滤波进行滤除，滤除后的信号经过同相放大器（LM324）的放大，之后电压比较器对其进行整形，形成幅值较大的方波信号，之后再由单稳态触发器（555）进行延时整形，经非门处理后接入到74LS160（集成同步十进制计数器）的CP端，触发脉冲通过七段LED数码管（由CD4511驱动）显示出来。以下是对分支电路的描述：
脉冲式主动红外线检测电路是红外检测电路的基本电路，包括VD1（红外发射二极管）和VD2（红外接收二极管）两个主要的部分。VD1和V D2的安装方式是平行的，指向也一样，多谐振荡器作用时，发射二极管能够发射经方波脉冲调制的332赫兹的红外线脉冲，但是接收二极管并不能接收到，发射二极管在收到手的阻碍的情况下，红外线脉冲才会经过反射作用由接收二极管接收到。
555多谐振荡器电路是一种混合集成型电路，拥有八个引出端，其基本电路是由555构成的，将数字电路和模拟电路进行了综合。555多谐振荡器电路的适用范围非常广，具有定时准确和输出驱动功率大的优点，拥有单元内部电压（宽范围的电压），可以将模拟电平接入到电路中。555多谐振荡器电路通过发射红外线来实现对相关装置的控制，发射的功率越大，控制的距离越远。在脉冲状态下，红外发光二极管才进行工作，脉冲的峰值电流越大，调制光/脉动光的有效传送距离越远，因此可以通过提高峰值电流的方式来延长红外光的发射距离，达到增加控制距离的目的。
由324组成的整形电路的基本构件是电压比较器，从整形电路中输出的方波信号在电压比较器的作用下能够转变为触发脉冲。低通滤波和VD3（二极管）通过串联的方式形成峰值检波电路，在设计过程中需要注意的就是要将输入信号脉冲的脉宽设置的远远大于阻容元件的时间常数。
放大整形电路的基本构造是SV单电源供电的LM324，进行大概16.5倍的同相放大作用。放大整形电路在工作原理是：将输出信号传送到另一个通向的运放端，然后提供大概0.8V的电压给反向端，由反向端采取电压比较工作。其中，如果提供的电压大于0.8V的基准电压时，那么输出的是高电平；提供的电压小于0.8V的基准电压时，那么输出的是低电平。
光电技术器的设计中利用集成同步十进制74LS160的功能，计数显示电路能够进行计数运算，CD4511驱动数码管能够进行红外检测，同时还能采用脉冲检波和单稳态触发器检测等设计方法。才外，还应该注意在整个焊接组装过程中要严格按照原理设计电路图进行，在此基础上注意做到先布置地线后设置万能板，并减少交叉线的存在等细节问题，达到美观实用的目的。
四、调试光电计数器的方法
首先采用断电检查的方法：参考原理图对硬件电路进行检查，要细致到每一个焊点。按照单元电路―模块电路―系统的步骤分层次的调试光电计数器，调试的过程中的各项指标要参考设计图中的进行。其次，采用通电检查的方法：利用信号源及相关测验仪器检查每个模块的电路在加入正常电压之后的工作状态中的电压和波形是否正常，并进行相应的调整。一般采用数码管、红外耦合反射对管、电阻、脉冲红外驱动发射器（例如：555）、电容、74LS160、CD4511、LM324等器件来构成电路，进行参数计算。
五、设计光电计数器过程中常见的问题及和应对措施
在引入了50赫兹的交流电后对红外线反射管产生了干扰，影响其正常工作，因此要对50赫兹的交流电利用高通滤波电路来滤除交流信号。出现经常性触发脉冲现象的原因是：信号在进行了波形比较和包络检波步骤后存在大量的毛刺。可以利用555单稳态触发器来延时处理电路，从而避免多次触发计数脉冲的问题。接收管和发射管之间可以设置挡板来预防黑管在没有物体经过时自动接收信号的情况。多谐振荡器在没有设置二极管的情况下，产生的方波占用很大的空间（大于1/2），通过在555单稳态触发器上加入二极管的方式来减少占空比。
参考文献
[1] 陈振官，陈宏威等.光电子电路及制作实例[D].北京：国防工业出版社，2010.7.
[2] 胡燕如，耿苏燕.高频电子线路[D].北京：高等教育出版社，2011.3.
[3] 胡燕如，耿苏燕一模拟电子技术基础[D].北京：高等教育出版社，2009.5.
[4] 中国集成电路大全编写委员会.中国集成电路大全[D].TTL集成电路.北京：国防工业出版社.2010.4.
