光电检测技术及应用
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1.2.2 光电检测系统的基本工作原理

光电检测系统是以光信息变换为基础,把待测量调制的光信号变换为电量来进行测量的,它的基本工作原理有以下两种。

1.把待测量变换为光信息模拟量

它以光通量的大小来反映待检测量的大小。光电探测器的输出往往与入射到其光敏面上的光通量成正比,所以,光电探测器的光电流大小可以反映出待检测量的大小,即光电流I是待检测信息量Q值的函数:

这是一种模拟量信息变换。

显然,光电探测器输出的光电流I的大小,不仅与待检测信号的大小有关,而且与光源的强度、光学系统和光电探测器的性能有关。为了使光电流I仅为待测信号Q的单值函数,首先要求光源的发光强度稳定,其次要求光电探测器的特性稳定,因此,基于这种工作原理的光电探测器,必须相应地采取一些稳定化措施,如采用差动式电路、光源供电电源的稳定化、光电探测器的筛选、光学系统和机构结构的可靠性设计等。

2.把待检测量变换为光信息脉冲量

它以光脉冲或条纹数的多少来反映待测量的大小,光电检测器的输出为由低电平和高电平两个状态组成的一系列脉冲数字信息,这些数字信息量T是待测信息量Q的函数,即

这是一种模数信息转换。

显然,数字信息量只取决于光通量的有无,而与光通量的大小无关。因此,基于这种工作原理的光电检测装置,对光源和光电探测器的要求较低,只要有足够的光通量,能区分“0”和“1”两个状态即可。