光电技术大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇光电技术范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

篇（1）

1.引言

光电对抗是指敌对双方在紫外、可见光、红外波段范围内，利用光电设备和器材对敌方光电制导武器和光电侦测设备等光电武器装备进行侦察干扰，使敌方光电制导武器和光电侦测设备等光电武器装备失去或降低其作战技能，并保护己方光电设备和人员免遭敌方的侦察干扰，正常发挥作用所采取的各种战术技术措施的总称。

在军事应用中，光电精确制导技术和光电侦测技术发展迅速；应用广泛，目前已形成较完善的装备体系。许多现代军事作战平台（飞机、舰船、坦克及装甲车等），普遍装备了前视红外系统、红外热像仪、激光测距机、微光夜视仪等光电侦测设备，使现代战争没有了白天和黑夜之分。同时，在军事平台中还装备了激光制导导弹和炸弹、电视制导导弹和炸弹以及红外制导导弹等光电精确制导武器，这些光电精确制导武器具有命中精度高、全天候、全时段使用的特点，使得现代战争作战模式发生了巨大的变革。

光电对抗的作战对象主要是来袭光电制导武器和敌方光电侦测设备。光电制导武器和光电侦测设备都有两个敏感单元：信息获取单元（光电传感器）和信息处理单元（计算机），这就像是人的眼睛和大脑。光电对抗技术就是针对敌方光电制导武器和光电侦测设备的“眼睛”和“大脑”，采用强光致盲、致眩干扰使其“眼睛”变瞎，采用烟雾遮蔽干扰使其“眼睛”看不见目标，采用光电迷惑干扰使其“大脑”无法识别目标，采用光电欺骗干扰使其“大脑”产生错误判断而攻击假目标，从而有效对抗敌方光电制导武器和光电侦测设备。

2.光电对抗的内涵和作用

2.1 光电对抗的内涵

光电对抗是指为削弱、破坏敌方光电设备的使用效能.保护己方光电设备正常发挥效能而采取的各种措施和行动的统称。具体而言，就是指敌对双方在光波段范嗣内，利用光电设备和器材.对敌方的光电武器进行侦察告警并实施干扰，使敌方的光电武器削弱、降低或丧失作战效能；同时利用光电设备和器材，有效地保护己方光电设备和人员免遭敌方的侦察告警和干扰。通常，光电对抗按波段分类包括激光对抗、红外对抗和可见光对抗；按平台分类包括车载光电对抗装备、机载光电对抗装备、舰载光电对抗装备。

2.2 光电对抗的地位及其作用

随着红外和激光技术在军事上的应用，特别是光电探测和光电制导技术的发展。光电对抗技术和装备在现代战争中发挥着越来越重要的作用，各军事强国在光电对抗领域的竞争也日愈激烈。有军事分析家预言：“在未来战争中。谁失去制谱权。就必将失去制空权、制海权，处于被动挨打、任人宰割的境地；谁先夺取制光电权，谁就将夺取制空权、制海权、制夜权.由此也可以认为，谁拥有

了更先进的光电对抗技术和装备，谁就掌握了战场的主动权。光电对抗在军事上的作用主要表现在：

1）为防御及对抗提供及时的告警和威胁源的精确信息

实现有效防御的前提是及时发现威胁。光电侦察告警设备能够查明和收集敌方军事光电情报.为及时采取正确的军事行动、实施有效干扰或火力摧毁提供依据。美军非常重视战场信息采集及综合处理技术的研究，已连续多年把它列为国防关键技术和重点研究内容，并且在大的军事项目中加以应用。

2）扰乱、迷惑和破坏敌光电探测设备和光电制导系统的正常工作

通过有效的干扰使它们降低效能或完全失效，以保障己方装备和人员免遭敌方光电侦察、干扰或火力摧毁，为己方的对抗行动创造条件。光电干扰技术和装备作为对抗敌方光电探测和制导的有效手段，是各军事强国重点研究的内容。

3.电对抗的基本特征

光电对抗是否有效必须符合如下4个基本特征：光电频谱匹配性、干扰视场相关性、最佳距离有效性和干扰时机实时性。

3.1 光电频谱匹配性

在此指干扰光电频谱必须覆盖或等同扰目标的光电频谱。如对没有明显红外辐射特征的地面重点目标防护，一般容易受到具有目标指示功能的激光制导武器的攻击，因此激光欺骗干扰和激光致盲干扰都选用1.06微米和10.6微米来对抗相应的敌方激光装备；对具有明显红外辐射特征的动目标（如飞机）一般受到红外制导导弹的攻击，红外诱饵及红外有源干扰波段与红外制导光电频谱相同，一般选在l～3微米和3～5微米。

3.2 干扰视场相关性

光电侦察、光电制导和光电对抗均具有方向性较好的光学视场，干扰信号必须在被对抗的敌方装备光学视场范围内，否则敌方光电装备探测不到干扰信号，干扰将是无效的。尤其是激光对抗，由于激光的方向性好，导致对抗的难度非常大。例如在激光欺骗干扰中，激光假目标的布设距离必须根据激光导引头视场范围而设定。

3.3 最佳距离有效性

光电对抗最佳的干扰效果就是将来袭光电制导武器引偏，使光电制导武器导引头在其视场内看不到被攻击的目标。在一定引偏距离内是否引偏至导引头视场之外，主要取决于距来袭光电制导武器的距离，因此干扰距离的选择也是能否有效干扰的关键问题。例如红外干扰导弹在距来袭红外制导导弹一定距离范围内发射才具有最佳的诱骗干扰效果。

3.4 干扰时机实时性

战术光电制导导弹末段制导距离一般在几公里至十公里范围内，而导弹速度很快，一般在l～2.5马赫左右，从告警到实施有效干扰时间必须在很短的时间内完成，否则敌方来袭导弹将在未形成有效干扰前就已命中目标，因此对光电对抗要求的实时性要求比较强。

4.结束语

本文对光电对抗的内涵及在战争中作用的主要表现进行了论述。对光电对抗的光电频谱匹配性、干扰视场相关性、最佳距离有效性和干扰时机实时性这4个基本信息进行了详细的说明，为光电对抗武器的研发和使用提供了一定的理论基础。

参考文献

[1]黄泽贵.光电对抗新技术的应用与展望[J].电子对抗技术，2002（4）：39-40.

[2]付伟.光电无源干扰技术的发展现状[J].应用光学，2000，2l（6）：l-5.

[3]叶盛祥，谢德林，杨虎等.光电对抗技术[J].光电工程，2001，28（1）：67-72.

篇（2）

纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。它主要包括纳米材料、纳米动力学、纳米生物学和纳米药物学、纳米电子学等四个方面。纳米级材料工程是指用于纳米技术的材料开发,主要应用于功能织物、医学生物工程、电子工业、催化剂、超微传感器等几个方面。纳米级加工技术纳米加工技术在纳米技术的各领域也起着关键作用,包含机械加工、能量束加工、化学腐蚀以及扫描隧道显微镜加工等许多方法。然而,纳米级的测控技术是制约纳米技术发展的关键。

我国测控领域的科研人员经过四十多年长期探索,不断研究,克服了各种困难,利用光、机、电、算多学科综合,发展了一整套微/纳米光电测控新技术,研制出新一代测控仪器,已经成功地应用于军用、民用很多领域,取得了明显效果。

一、纳米光电测控技术

纳米光电测控技术以纳米计量光栅为核心元件,配以光电转换、信号读取、信号处理以及超精机械,形成各种测量仪器,可直接用于测量或控制长度、位移等多种几何量。具有测量精度高、量程大、环境适应能力强、稳定性好等优点。该项技术主要由传感器和数显装置两部分组成。利用该项技术所生产的产品具有自动求最大值、最小值、峰峰值、公英制转换、置数、打印、复位、自检等功能,同时还具有RS232串行通讯接口,与计算机、单片机等连接后可进行自动测量、自动数据处理和自动控制等优点。纳米测控技术包括纳米级的测量技术和纳米级的定位控制技术两个方面。

1.纳米测量技术

目前,纳米级测量技术的主要发展方向有光干涉测量技术和扫描显微技术等,以表面粗糙度和表面形貌等为测量对象。

(1) 光外差干涉仪

光外差探测是一种对光波振幅、频率和相位调制信号的检波方法,可以对于光强度调制信号。光外差干涉仪是使用两种不同频率的单色光作为测量光束和参考光束,通过光电探测器的混频,输出差频信号(受光电探测器频响的限制,频差一般在100兆赫以内)的仪器。被测物体的变化如位移、振动、转动、大气扰动等引起的光波相位变化或多普勒频移载于此差频上,经解调即可获得被测数据的仪器。目前,通常使用的干涉条纹图的测量方法,在进行纳米级测量时有非常大的局限性。因此利用外差干涉测量技术,可以得到0。1nm的空间分辨率,测量范围可达50mm,促进了纳米技术的进一步发展。

(2) X射线干涉仪

X射线干涉仪以非常稳定的单晶硅晶格作为长度单位,可以实现亚纳米精度的微位移测量。

可见光和萦外光的干涉条纹间距为数百纳米,这种间距不易测量。而利用射线的超短波长干涉测量技术,可以实现0。005nm分辨率的位移测量,测量范围可达200μm,是一种测量范围大较易实现的纳米级测量方法。近年来,又产生了X射线形貌测量仪,它采用掠人射角的射线来测量超光滑表面形貌。

(3) 激光频率分裂测长

激光频率分裂的值与分裂元件的位移有关。通过测频率测位移,精度已达到1nm,进一步稳定激光频率可达到0.01nm,测量范围为150μm。

(4) 扫描探针显微(SPM)技术

SPM实际上是一个很大的家族,它包括扫描隧道显微镜、原子力显微镜、磁力显微镜、激光力显微镜、光子扫描隧道显微镜及扫描近场光学显微镜等等,利用它们可以用来测量非导体、磁性物质,甚至有机生物体的纳米级表面。

扫描探针显微(SPM)技术是在扫描隧道显微镜(STM)发明取得巨大成就的基础上发展起来的各种新型显微镜。它们的原理都是通过检测一个非常微小的探针(磁探针、静电力探针、电流探针、力探针),与被测表面进行不接触各种相互作用(电的相互作用、磁的相互作用、力的相互作用等),借助纳米级的三维位移定位控制系统,测出该表面的三维微观立体形貌,在纳米级的尺度上研究各种物质表面的结构以及各种相关的性质。

扫描探针显微技术(SPM)具有以下特点:(1)具有原子级的高分辨率。STM的横向分辨率可达到0.1nm,垂直表面方向分辨率可达0.01nm,这是目前所有显微技术当中分辨率最高的。(2)可以观察单个原子层的局部表面结构。STM观察的是表面的一个或两个原子层,即几个纳米的局域信息,而不是像光学显微镜和电子束显微镜只能获得平均信息。(3) STM配合扫描隧道谱(STS),可以得到表面电子结构的有关信息,可以通过调节隧道结偏压来观察不同位置电子态密度分布,观察电荷转移的情况,还可以得到电子结构的信息。(4)STM可以实时、实空间地观察表面的三维图像。而不像其他,例如各种衍射方法所得到的只是倒易空间的图像,不是实空间的,而且只有进行 “傅里叶变换”才能得到实空间图像。(5) STM可以在不同条件下工作,例如真空、大气、常温、低温、高温、熔温,不需要特别的制样技术,而且探测过程对样品无损伤,因而扩展了研究对象的范围。(6) STM不仅可用于成像,还可以对表面的原子、吸附的原子或分子进行操纵,从而进行纳米级加工,这是其他技术所不具备的一种功能。

2. 纳米定位控制技术

在纳米级加工与测量中,需要纳米级的三维定位与控制。目前,用一个执行元件来实现大范围的纳米级定位是比较困难的。因此,实际的定位机构多采用大位移用的执行元件和纳米级定位用的执行元件相结合方式来实现。实现三维定位与控制,目前普遍采用压电陶瓷致动器件,它在纳米级的极小范围内,通过控制系统能实现近似的三维驱动。此外,利用电致材料、静电或磁轴承式结构,以及静电致动的高精度定位控制技术,也向纳米级精度发展,也可采用摩擦驱动装置及丝杠定位元件,通过特殊的方法进行纳米级的定位。

二、纳米光电测控技术特点

光电测控技术采用的光电自动测量方法是为适应我国高速发展的测控领域的现状而逐步研究、开发形成的,并以其独特的优点逐步成为当今世界范围内的一种新型、高精度的测试手段。它采用现代高科技手段,测试精度涵盖了微米、亚纳米及纳米领域。

这种新型测控技术,具有许多重要的特点:

(1)首先,它的应用覆盖面特别宽,既可用于微米、亚微米量级,也可用于纳米量级;既可用于传统机械、传统仪器的更新改造,又可用于尖端科技的高层突破;

(2)其次,技术上综合性很强,光、机、电、算容为一体,具备了纯机械、纯电学、纯光学等传统测量技术很难达到的优越性;

(3)再次,它的应用范围特别宽广,军用上,如常规武器的改造提高;航空航天的各种测控等;民用上,传统产业上的更新改造、制造业的技术提高等。

三、最近研究成果

目前世界上已出现了一些能达到纳米量级的测量仪器,但在测量范围和实用性上尚不能完全满足实际要求。中国青旅实业发展有限公司所属标普纳米测控技术有限公司开发的两项科技成果在很大程度上弥补了这一领域存在的不足,对微/纳米测控技术和相关领域的发展起到了促进作用。这不仅表明我国微/纳米光电测控技术处于世界领先水平,而且对解决目前制约我国高新技术、传统制造业发展及新材料研制过程中的计量问题,推动世界精密计量仪器的升级换代也具有重要意义,同时标志着世界微/纳米测控技术向更精微迈进了重要一步。

“纳米测长仪”是一种通用长度传感器,它的研制成功表明长度通用量具已经提高到了纳米量级,并且从静态人工读数发展到数字化自动显示。其数显分辨率达到1纳米,测量重复性(标准偏差)为0.8-1.2nm,在未作误差修正的前提下,10mm测量范围内示值误差优于±0.06μm。与国际上同类仪器相比,它在分辨率、重复性、准确度和短时稳定性等主要技术指标上,都处于国际领先水平。它用途广泛,技术独特,生产成本远低于国外同类产品,推广应用前景广阔。

“量块快速检测仪”是一种新型的量块检测仪器,它成功的将纳米测长仪应用到量块检测上,将直接测量与比较测量结合起来,对名义尺寸10mm及10mm以下的量块实现了直接测量。该仪器测量分辨率达到1nm,直接测量范围10mm,比较测量范围110mm,与国外同类仪器相比,主要技术指标达到了国际先进水平。该仪器还可以与计算机连接通讯,实现数据自动处理,从而提高了量块检验速度,减轻了检测人员的劳动强度。由于其对环境温度不敏感,现有基层计量室不必提高温控要求即可推广使用。该仪器经济实用,适合基层计量室检测三等及三等以下量块。该科技成果在纳米光栅的制造与检测、纳米光栅的信号读取、光电信号的高质量处理和超精机构的加工改进等四方面均具有独创性,集光学、机械、电子、计算机多学科于一体,开发难度大。国内外多家科研单位曾致力于该种仪器的研究,但都没能取得突破性进展。

四、结论与建议

纳米光电测控技术的应用,将极大地促进我国新材料技术的研发,对于各种新型材料的加工、检测及生产高精度新型材料的机械设备的制造等都有着举足轻重的意义。同时,纳米光电测控技术解决了当代高新技术发展在测控方面面临的十分棘手的难题,具有划时代的意义。

参考文献:

篇（3）

    姓名:娄展卿 学号: 院系:新闻传播院

    摘要:光电显示技术的简介。分析中国光电显示市场现状以及发展趋势。介绍光电显示技术的类型及其主流产品。介绍一些有较好发展前景的未成熟技术。

    关键字:光电显示;显像管技术;液晶显示技术;等离子显示技术; 发展现状;前景。

    一 光电显示技术简介:光电显示技术是多学科的交叉综合技术,主要有:

    1、阴极射线管(cathode ray tube-crt)。是传统的光电信息显示器件,它显示质量优良,制作和驱动比较简单,有很好的性能价格比,但同时它也有一些严重的缺点,如有电压高、软x-射线、体积大、笨重、可靠性不高等。

    2、液晶显示(liquid crystal-lc)。液晶是一种介于固体于液态之间的有机化合物,兼有液体的流动性与固体的光学性质,即现在的液晶显示器lcd。

篇（4）

0 引言

随着光电技术的迅速发展以及人们对纺织品更新的需求，光电技术在纺织品的设计以及纺织生产过程中都具有新的应用。这对于增加纺织品的功能，提高纺织的生产效率和产品质量具有重要的作用。

1 光电技术在高性能纺织纤维设计中的应用

纺织行业中，除了传统的服装使用以及遮盖用的纺织品外，光电技术在高性能、多功能纺织品中的应用正在不断拓展。在设计纺织材料的过程中，除了在纺织材料中嵌入各种光电材料之外，还可以与太阳能技术整合起来，作为一个重要的纺织结构材料。由此看来，可以采用光电技术将纤维和纺织材料制成为光电池。因些，可以利用光电技术制成的光电纺织物制作成轻便的新产品，或者是采用电子设备的形式将光电纺织材料整合起来，形成新的应用产品。最终，使用光电技术应用在纺织中制造出新复合材料之外，还可以生产出更具有柔软性的光电结构产品，诸如柔韧性极高的高效光电纤维等。

生产这些高效能的光电纤维，其主要是采用特殊的材料和生产工艺。尤其是随着铜、铟、镓和硒等化合物光电材料的迅速发展，而且这些材料更加环保，在柔性的纺织材料中太阳能电池中得到广泛的应用，在太空科技中有更高的应用，而使得传统的硅基材料使用程度有所减小。

在当前各种形式的太阳能电池中，在考虑柔韧性、经济性以及使用性能等多个特征的基础上，这种基于纺织纤维的高性能电池更适合于在织物中使用。当前，已经有文献对在纺织材料中添加光电太阳能电池方面进行了研究。而且对这种光电织物在推广过程中需要注意的问题进行了分析，诸如在设计的过程中更具有针对性，以市场的需求为导向，以客户的要求为基准，以免产生负面的商业影响。同时，光电膜也应该设置在织物或者是纺织产品的外层，这样可以最大程度的接受来自太阳的能量。与传统的树脂基太阳能电池相比，这种基于纤维的光电池将更加的轻质和柔韧，而且可以添加到织物的土层当中，便于其推广和应用。例如，可以将之设置到野营的帐篷或者是遮蔽材料中，有时还可以设置到户外背包中，使得在野外也可以获得电能。

2 光电检测技术在大容量棉纤维长度检测中的应用

当前的棉纤维长度检测设备主要可以分为三个基本类型：光电检测设备、分组称量型设备以及全自动测量设备。其中，分组称量型设备虽然具有原理简单、明了的特点，但是其操作过于繁琐、劳动强度较大，导致其误差的来源较多，难以控制；而光电检测设备则具有测量速度快、检测效率高以及灵敏度高的特点，在精密测试设备中得到了广泛的应用。其基本的原理就是对被测量的变化而引起的光参数变化，诸如光强度、相位、偏振以及频率等的变化，最终获得被测量数据的变化。

2.1 系统测试原理

在对棉纤维的长度进行测试的过程中，光电检测设备需要从松散的棉纤维样品中抽取大约120g的棉纤维样品，然后采用螺旋式梳夹将其锁紧，在经过梳刷的初步处理之后，将其中的浮游纤维去掉，通过这个过程保证棉纤维的伸直和平行。然后，在一定的拉伸张力之下使得棉纤维伸展开来，然后将其通过光电检测设备。之后，使用棉纤维跟随梳夹在支架上伴随移动，随着棉纤维的移动会使得光源透射到光电接收设备之上，然后利用光电转换设备将表示纤维长度的光信号转变成为电信号，最终得到所有棉纤维的长度分布曲线图，最终统计得到棉纤维长度的各种指标曲线。这种棉纤维长度检测技术是典型的透射式光强度信号检测技术，其具有技术原理简单，操作方便，检测的灵敏度、可靠度以及精度较高的特点。

2.2 棉纤维长度光电检测系统基本组成框图

根据上面对棉纤维长度光电检测系统检测原理的表述，在对实际的检测电路进行设计的过程中，首先要设计出该系统的光电检测系统框图，其基本的流程如下图1所示。

1）检测设备光学部分的设计流程。该检测系统的光学部分主要包括光源、光源导光板、接收光线的聚光透镜以及光电接收设备pa与pb等构成的两条基本管线通路，如下图2所示。

其中，光源是采用通过精心选择，且光线强度经过严格匹配之后获得的多种发光二极管，最终形成了条状的光源。在检测工作进行的过程中，由于发光二极管的发射角通常比较小，这导致立体角方向的光能量得到迅速的提高，能够保证棉纤维束所得到的光线强度也对应的提高，便于检测设备捕获到光信号的变化。而光源导光板则是利用特殊的材料制成，保证通过该设备可以将光源所发出的光便变成一道均匀而平行的光束，且光源能够平行的照射到被检测的棉纤维之上，使得检测精度得到有效控制。

而变化光源的聚光接受透镜则是利用光的全反射原理，将透镜制作成为一个梯形的形状，使得经过棉纤维束的光线在有效宽度之内能够有效的聚集到光电接收设备的接收器Pa之上。其中，光电接收设备中利用光电二极管制成Pb，而Pa则是线性的噪声度较低，且能够在光源波长处具有最大接收灵敏度的光电池。光源中发出的光在经过光源导板之后，直接照射到被检测的棉纤维束上，而透过的光则通过接收聚光透镜，将处于有效测量宽度之内的透射光聚焦到光电接收设备Pa之上。这时，被检测的纤维束是处于光源导光板以及光线接收透镜之间的通道之中的，形成了一条测量的光路。而另外一部分光线则是直接传输到光电接收设备Pb之上，进而形成一条参考光通路。同时，将参考光路之上的光源以及光电接收设备Pb封装在一起。其中，在测量光通路上，光源导光板、光电接收设备Pa以及接收透镜，一起对场角的大小进行控制，这样可以将进入光电接收设备Pa的杂散光线，进而对背景噪声的大小进行有效控制，提高光电检测系统的信噪比，确保光学部分的信号传输尽可能的准确。

2）检测设备光电转换部分的设计。测量光路传输过来的光信号包含了被检测纤维束不同长度处的光信号，在经过光电池之后可以将之转换成为电压信号，便于分析和处理。与此同时，在参考光路上直接传输过来的光信号在经过光电二极管的处理之后也形成电压变化信号。

其次，在检测设备的设计过程中，光电池的长度要适当长出接收聚光透镜光面长度大约4mm。这样，能够尽可能的降低光电池在光电转换的过程中出现可能存在的边缘效应。确保光电池能够很好的使用电信号描述出光强度的变化。

3）调制和解调电路的设计。对于光强度检测系统的调制设备而言，导致信号的检测出现误差的重要因素是由于光源强度的漂移以及光信号受到干扰。为了达到有效去除由于测量现场光污染出现的干扰光以及光强的漂移问题，需要对光源进行调制处理，然后在两个光电接收设备的输出处进行解调，实现快速高效地提高设备的检测精度。

在长度检测系统当中，脉冲发生器产生的脉冲能够对产生光源的电源电压进行通断操作，实现对光源的调制。然后利用和输入信号同频率、同相，而且幅值足够大的方波信号作为检测光源信号的参考信号，利用相敏解调电路来对光电转换信号进行解调，达到对噪声进行抑制的目的，有效的提高了系统的信噪比，进一提高检测的精度。

3 结语

本文对纺织纤维的高性能光电池，光电检测技术在大容量棉纤维长度检测中的应用进行了较为详细的论述，分析了光电技术在纺织中的应用，拓宽了光电技术在纺织过程中的应用起到了一定的促进作用。

参考文献：

篇（5）

假如说微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展，改变了人们的生活方式，使得知识经济初见端倪，那么随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的功能。美国商务部指出摘要：“90年代，全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展，谁在光电子产业方面取得主动权，谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本《呼声》月刊也有类似的评论摘要：“21世纪具有代表意义的主导产业，第一是光电子产业，第二是信息通信产业，第三是健康和福利产业……”，可以断言，光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。

1世界光电子技术和产业的发展

光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料，光纤已经成为通信网的重要传输媒介，现在世界上大约有60%的通信业务经光纤传输，到20世纪末将达到85%，但从目前光纤通信的整体水平来看，仍处于初级阶段，光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来。目前，各种新技术层出不穷，密集波分复用技术（DWDM，在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号，以提高单根光纤的传输能力）、掺铒光纤放大器技术（EDFA，可将光信号直接放大，具有输出功率高、噪声小，增益带宽等优点）已取得突破性进展并得到广泛的应用。现在DWDM系统和光传输设备中，光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%。一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信——“全光通信”，由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展，也日趋成熟，将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用，给全球的通信业带来蓬勃生气。为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件。光电子器件和技术已形成一个快速增长的、巨大的光电子产业，对国民经济的发展起着越来越大的功能。美国光电子产业振兴协会估计，到2003年，光电子产业的总产值将达2000亿美元。

Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求，为满足需求的增长，人们可以铺设更多的光纤，或靠提高单路光的信息运载量（现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性设备）。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术，增加光纤内通光的路数（光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps）。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出摘要：“信号传输用1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元，比去年增加23%；1.48μm信号放大用激光器1999年市场份额达到1.6亿美元，比去年增加33%；980nm信号放大用激光器销售额达2.9亿美元，比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元，预期2003年将达到30亿美元”。美国通信工业探究公司（CIR）的探究猜测，北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元，约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化，但是全光交换将在几年内成为市场主流，报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据，但仍有创新性公司进入的可能。

2我国的光电子技术和产业

近10年来我国光电子技术探究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展，在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离，个别领域还处于世界领先地位。

国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统（如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件）等已经占领了国内较大的市场份额，初步具备同国外大公司竞争的能力，在毫无市场保护的情况下，靠自己的力量争得了一席之地，市场营销逐年有较大的增长，个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应探究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白，打破国外产品在市场上的垄断地位，同时争取进入国际市场。

掺铒光纤放大器（EDFA）是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件，国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器，670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件，90%使用国产器件，国产1.55μmDFB激光器战胜了国外器件，占领了100%的国内市场。

篇（6）

中图分类号：TP20 文献标识码：A

1 概述

自准直仪[1]是利用光学自准直原理实现的小角度测量的重要仪器，是角度测量最重要的仪器之一，应用非常广泛，在精密、超精密测量方面有极为重大的作用。尤其是在实现小角度的多维测量、非接触测量中具有显著的优点，被广泛应用于导轨平台的直线度、精密平台的平面度等精密测量领域，是机械、计量、科学研究、工业生产等部门必备的常规测量仪器之一，各级计量的定标都是需要通过自准直仪作为参考标准之一，还经常被用作各种零部件生产控制和质量检测的计量工具[2]。

目前，国内自主研制的光电自准直仪还尚未有成熟的产品上市，各研究所使用的多为国外进口产品。国外的自准直仪虽然精度高、性能好，但是价格昂贵且维护不便。本文基于工程实践自主研发了一种宽量程、高分辨率的双线阵光电自准直仪，其分辨率可达0.8″量程±0.6°，有着非常重大的实际工程应用价值。

2 整体结构设计

双线阵光电自准直系统利用了自准直原理，将测量反射镜反射光束分光分别照射在两个不同的线阵CCD器件上，使反射镜的二维角度变化转化为对应于两个线阵CCD器件上的线量变化，通过对CCD器件输出信号的采集，经过数据处理计算出线量变化量，利用自准直原理公式计算角度变化，从而实现高精度二维角度变化的测量。系统主要由光学部分，硬件电路部分和计算机软件部分组成。整个系统结构如图1所示。

系统的测量原理是：光源发出的光束经光学透镜组后形成平行光射向反射镜（反射镜位于被测物体上），反射镜将入射光束反射回光学透镜组，并照射在CCD器件上，在驱动电路的作用下，CCD器件将内部像素信号顺序输出，数据采集电路对CCD器件输出信号进行调理和采集，实现模拟信号数字化，最后将采集数据传入计算机，在计算机内进行数据处理和显示（或通过DSP处理核心对数据进行处理然后将最终结果通过液晶屏显示）。

3 光路结构设计

光源是光电自准直系统的重要组成部分，光源的发光强度、光强稳定性及光源的发热量等特性对于仪器的测量距离和测量精度都有很大的影响。光电自准直仪的光路原理如图2所示：

当光源发出光线照明位于物镜焦平面上的分划板，o点在物镜光轴上，那么由它发出的光线通过物镜后，成一束与光轴平行的平行光束射向反射镜，当反射镜面垂直于光轴时，光线仍然按原路返回，经物镜后仍成像在分划板上o处，与原目标重合。如图3所示。

当反射镜面与光束不垂直，而是有小偏转角度α，当平行光轴的光线射向反射镜时，光线按反射定律与原光线成2α返回，通过物镜后成像在分划板上的o′处，与原目标不重合而有X的位移量。根据三角关系可推算出： X=2f*tanα （1）

式中，α为反射镜偏转角，X为光斑回像位移，f为物镜焦距。

因为物镜是固定的，所以f是一固定常数。如果已知了X的数值，就可以根据式（1）计算出反射偏角α的大小。

基于此，本文采用的自准直系统结构进行一些调整。为了避免光路干涉，必须将光源从水平光轴上调离，故此应用分光棱镜使光源光路与探测器件位于分光棱镜相互垂直的两条光路上而互不干扰；为了实现测量反射镜二维角度变化，要增加一块分光棱镜，将回射光路分成两路，每一路上安装探测器件用来单独测量相应一维角度变化，原理图如图4所示：

从光源射出的光线经分光棱镜分光后，透过物镜为平行光并射向反射镜；反射光线再次经过物镜形成汇聚光线，通过分光棱镜1后被分光棱镜2分成光强相同、光路垂直的两路。两块探测器件（CCD）安装在分光棱镜光束输出的两路上，并且位于物镜的共扼焦面，反射光正好成像在探测器件（CCD）上。当反射镜垂直主光轴时，反射光线正好汇聚在两个探测器件（CCD）的中心位置；当反射镜有一个空间偏转时，反射光线的汇聚点都将偏离探测器件的中心位置，测量汇聚点偏离中心位置的距离，利用式（1）即可求出两个偏转角α、β的角度值。

4数据处理单元

图5为实际光点局部的灰度分布图。

光点中心的位置的确定有许多方法，本文采用四种方法：重心法、改进重心法、高斯分布拟合法、椭圆拟合法进行分析比较。

4.1重心法

重心法即灰度重心法，属于比较简单的一种定位算法，理论上计算出的结果有很高的精确程度，但实际的精度情况很复杂，容易受各种不确定因素的干扰影响精度，如背景干净程度、光点内灰度分布、光点形状、光点区域识别准确程度等，所以使用灰度质心作为定位亚像素中心精度略有欠缺。重心法原理如下式：

其中为信号的重心位置，为第i个像元的敏感电压值（与灰度值成正比）。实际算法编写时，需要设置相应的阈值，只把高于阈值电压的像素点进行加权，可以提高算法精度，有效滤除噪声。

4.2改进重心法

一般来讲，灰度值越大，像素对光点定位的贡献也就越大。在此基础上，把重心法所采用的线性关系推广为非线性关系，以灰度的平方作为权重来计算，即

其中为信号的重心位置，为第i个像元的敏感电压值（与灰度值成正比）。这种方式让灰度的权重达到了2次从而更加接近实际情况，在不增加多少算法复杂度的情况下使结果更接近实际情况。

重心法与改进重心法将光点区域的所有点都以加权的方式进行平均容易受到噪声的干扰，任意一个噪声点就有可能对结果造成比较大的影响，适合在噪声较低情况下的定位。

4.3高斯拟合

对于一个LED光源来说，能量分布可以用理想高斯模型来描述，如图6所示：

其在x、y方向上的投影均为高斯分布。以x方向为例，发光点的能量分布数学模型为

解超定矩阵的最小二乘解，通过即可解得抛物线中心点位置。

同理，可得到y方向中心位置。

这种测量方法用抛物面来近似能量分布，比用直接灰度或灰度的直接变换作为权重更加接近实际，且计算过程中没有计算对数，相对减少了计算量和误差累计；但仍需要进行广义逆矩阵求解，适用于实时性要求不高的情况。

4.5实际测量与真实值比较

图7中，波形为5340个像素点的电压值，横轴为像素点个数，纵轴为像素点对应的电压值。可以看到，除重心法外，几种方法的测量结果差距在1个像素点以内，转换为角度在1″之内。

5 硬件电路设计及实现

目前，常用的光学传感器主要有以下几类：线阵CCD、面阵CCD、四象限探测器、PSD、CMOS等。本文采用双线阵CCD光电自准直仪系统，利用自准直原理，将测量反射镜反射光束分光分别照射在两个不同的线阵CCD器件上，使反射镜的二维角度变化转化为对应于两个线阵CCD器件上的线量变化，通过对CCD器件输出信号的采集，经过数据处理计算出线量变化量，利用自准直原理公式计算角度变化，从而实现高精度二维角度变化的测量。这样，就完美地解决了线阵CCD作二维测量时可能会不精确的问题。

本文拟选用TOSHIBA公司生产的TCD1500C型线阵CCD图像传感器，其基本指标如表1所示：

物镜焦距为870mm，自准直仪分辨率为

光电自准直仪的整体电路结构如图8所示：

光学系统部分透过分光棱镜的光线照射在CCD芯片上，通过CCD驱动电路正常工作的CCD产生相应的5340个敏感电压值并将这些数据发送给基于DSP2812的数据处理、采集电路，DSP2812将这些数据存放在片外RAM中并进行处理，将最终得到的角度数据通过RS-422转232发送到89C51单片机上；单片机起一个串口转并口的作用，把数据原封不动通过并口发送至液晶屏加以显示。

5.1 CCD驱动电路

CCD芯片的管脚中，SH是转移脉冲，它将感光元件产生的电荷信号转移到转移栅中；SP是像元同步脉冲信号，一位SP对应一个CCD光敏元输出信号；Φ是移位脉冲，它将转移栅当中的信号逐位转移出来；RS是复位信号；DOS是CCD信号输出；OS是输出信号补偿。

本文拟采用CPLD芯片，结合TCD1500C的时序图设计实现CCD驱动电路。图9为TCD1500C的时序图。

5.2 基于DSP2812的数据采集和处理电路

由于线阵CCD产生的输出信号是由DOS（信号输出）和OS（输出信号补偿）两部分组成的，故此，在将信号输入DSP2812之前要先对2路信号进行差分放大，再将得到的数据经由DSP2812存放于片外RAM中；将数据存好后，再应用上文中的各种软件算法对数据进行处理得到角度值，并通过RS-422转RS-232发送给液晶屏显示电路。

5.3 基于89C51的液晶屏显示电路

由于DSP2812输出的数据是通过RS-422串口发送的，而本论文选用的240128液晶屏模块只有并口接口，故此要用89C51作为一个串口-并口的过渡。89C51不对数据做任何处理，只是单纯的作为一个数据中转站，将数据发送至液晶屏模块显示。

结语

本文设计并制作一个基于线阵CCD的光电自准直仪专用检测仪器。此自准直仪将使用两块线阵CCD传感器进行二维角度的测量，并采用DSP芯片进行数据采集和处理，并将数据传输到上位机上进行显示。DSP中将采用一些算法进行数据处理，上下位机之间的通信采用RS-422串口进行通信。仿真和试验结果都表明该光电自准直仪已经达到预定设计指标。

参考文献

[1] 林玉池， 于建. 光电自准直仪现状与展望[J]. 宇航计测技术， 1999， 19（6）： 30-32.

[2] 陈颖， 张学典， 逯兴莲，等. 自准直仪的现状与发展趋势[J]. 光机电信息， 2011， 28（001）： 6-9.

[3] 张继友， 范天泉， 曹学东. 光电自准直仪研究现状与展望[J]. 计量技术， 2004， 7： 27-29.

篇（7）

（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。

篇（8）

Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求，为满足需求的增长，人们可以铺设更多的光纤，或靠提高单路光的信息运载量（现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性设备）。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术，增加光纤内通光的路数（光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps）。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出：“信号传输用1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元，比去年增加23%；1.48μm信号放大用激光器1999年市场份额达到1.6亿美元，比去年增加33%；980nm信号放大用激光器销售额达2.9亿美元，比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元，预期2003年将达到30亿美元”。美国通信工业研究公司（CIR）的研究预测，北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元，约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化，但是全光交换将在几年内成为市场主流，报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据，但仍有创新性公司进入的可能。

2我国的光电子技术和产业

近10年来我国光电子技术研究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展，在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离，个别领域还处于世界领先地位。

国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统（如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件）等已经占领了国内较大的市场份额，初步具备同国外大公司竞争的能力，在毫无市场保护的情况下，靠自己的力量争得了一席之地，市场营销逐年有较大的增长，个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应研究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白，打破国外产品在市场上的垄断地位，同时争取进入国际市场。

掺铒光纤放大器（EDFA）是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件，国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器，670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件，90%使用国产器件，国产1.55μmDFB激光器战胜了国外器件，占领了100%的国内市场。

但是，我们应当认识到在我国光电子技术发展中，光电子器件、部件虽是光通信、光显示、光存储等高技术产业的关键部分，但在整个系统和设备成本中所占的比重较小，其产值较低，目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段，光电子产业所需的规模化、产业化生产技术目前还未有实质突破；国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求，导致国外器件占据国内市场相当多的份额；在机制上仍未摆脱科研、生产、市场相互脱离的状况。

我国在光电子技术方面是与国际水平差距相对较小的一个领域，与世界发达国家几乎同时起步。但是我们应该清醒地认识到我国制造技术的落后和材料水平有限，而国际上光电子产业已经进入加速发展阶段，留给我们的时间只有三到五年，如果我们不在目前产业化的技术发展阶段进入，就会失去大好时机。机不可失，时不再来，到产业化后期时将要花数倍的力量才能弥补，也许会彻底失去时机，受制于人。

篇（9）

随着科技日新月异地发展，光电池在人们的生产生活中产生了越来越重要的作用。光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的器件。由于它可把太阳能直接变电能，也称为太阳能电池。它有较大面积的PN结，当光照射在PN结上时，在结的两端出现电动势，是发电式有源元件。

1.光电池概述

1.1光电池的分类

光电池按照材料分为：硒光电池、砷化镓光电池、硅光电池等。硅光电池价格便宜，转换效率高，寿命长，适于接受红外光。硒光电池光电转换效率低、寿命短，适于接收可见光，最适宜制造照度计。砷化镓光电池转换效率比硅光电池稍高，光谱响应特性则与太阳光谱最吻合，主要应用于宇宙飞船、卫星、太空探测器等电源方面。

1.2硅光电池的工作原理

硅光电池是目前的主要研究方向。它是在一块N型硅片上用扩散的办法掺入一些P型杂质（如硼）形成PN结。当足够的光照到PN结区时，将在结区附近激发出电子―空穴对，在N区和P区之间出现电位差。电路中有电流流过，电流的方向由P区流至N区。若将外电路断开，就可测出光生电动势。

2.光电池的应用

光电池主要有两方面的应用：（一）太阳能电池，光伏作用直接将太阳能转换成电能，太阳能电池目前在航空、通信、太阳能发电站等方面得到应用。例如现在普遍使用的太阳能热水器，正是利用太阳能，把太阳能装换成电能而加热水。随着太阳能电池技术的不断发展，其成本会逐渐下降，在生产生活各领域将发挥越来越大的作用。（二）光电转换器件，要求光电池具有灵敏度高、响应时间短的特点，有特殊的制造工艺，用于光电检测和自动控制系统中。

2.1太阳能电池电源

2.1.1太阳能电池的发电方式

太阳电池电源系统主要由太阳电池方阵、蓄电池组、调节控制和阻塞二极管组成。太阳能发电有两种方式，一种是光―热―电转换方式，另一种是光―电直接转换方式。光―热―电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光―热转换过程；后一个过程是热―电转换过程。光―电直接转换方式，该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光―电转换的基本装置就是太阳能电池。

2.1.2太阳电池电源系统框图

太阳能电池电源系统

2.2光电池在光电检测和自动控制方面的应用

2.2.1光电池在光电检测和自动控制的工作原理

光电池作为光电探测使用时，其基本原理与光敏二极管相同：当光不照射时，光电池处于截止状态；受光照射时，PN结吸收其能量而产生电子―空穴对，从而使P区和N区的少数载流子浓度大大增加，并形成了光电流。由于光电池工作时不需要外加电压，光电转换效率高，光谱范围宽，频率特性好，噪声低，它已广泛地用于光电耦合、光栅测距、激光准直、电影还音、紫外光监视等方面。

2.2.2光电池的三种基本应用电路

2.2.2.1光电池构成的光电跟踪电路，用两只性能相似的同类光电池作为光电接收器件。当入射光通量相同时，执行机构按预定的方式工作或进行跟踪。当系统略有偏差时，电路输出差动信号带动执行机构进行纠正，以此达到跟踪的目的。电路图如下：

2.2.2.2光电开关多用于自动控制系统中。无光照时，系统处于某一工作状态，如通态或断态。当光电池受光照射时，产生较高的电动势，只要光强大于某一设定的阈值，系统就改变工作状态，达到开关目的。电路图如下：

2.2.2.3光电池放大电路。在测量溶液浓度、物体色度、纸张的灰度等场合，可用该电路作前置级，把微弱光电信号进行线性放大，然后带动指示机构或二次仪表进行读数或记录。在实际应用中，主要利用光电池的光照特性、光谱特性、频率特性和温度特性等，通过基本电路与其他电子线路的组合可实现或自动控制的目的。电路图如下：

篇（10）

Abstract: in the high speed development of today, with the world energy crisis and serious jeopardy of the earth's environment pollution condition, caused the deterioration of the human condition. People awareness of the importance of saving energy. In our social total energy consumption, energy consumption accounted for a large proportion, among them the majority will belong to the building. Therefore, only the development of the science of new energy can continue to solve the problems facing mankind.

Keywords: photoelectric curtain wall; New energy; Application; advantage

中图分类号：P754.1文献标识码：A 文章编号：

1、光电幕墙的简介

光电幕墙的产生是在二十世纪初期，由于世界经济的高速发展 ，在部分国家出现能源危机，因此科学家开始对光电幕墙进行研究。那么什么是光电幕墙呢？它是一种集发电、隔音、隔热、安全、装饰功能于一体的新型建筑幕墙，它是用光电池、光电板技术，把太阳光转化为电能，它关键的技术是太阳能光电池技术。太阳能光电池是利用太阳光的光子能量，使得被照射的电解液或者半导体材料的 电子 移动，从而产生电压，这称为光电效应。

2、光电幕墙的构成

多个太阳能光电池经加固处理，镶嵌在特殊的透明度极高的低铁玻璃中，彼此之间经过其背面的导线相连，从而构成了一个整体的光电板。光电板的尺寸规格可以根据实际工程的幕墙分格方案进行量体定型制作，在阳光照射下产生直流电，所有光电极产生的电能，通过多极集成电路整流，变压等过程，转化成供使用的交流电，送入用户电网。此幕墙体现了智能化特点，把太阳能光电技术集成到幕墙中不占有建筑面积，且太阳能光电板优美的外观，具有特殊的装饰效果，更赋予建筑物鲜明的色彩。

3、光电幕墙与普通幕墙的比较：

3.1光电幕墙的优势

可就地发电、就地使用，减少电力输送过程的费用和能耗、省去输电费用；自发自用，有削峰的作用，带储能可以用作备用电源。分散发电，避免传输和分电损失（5-10%），降低输电和分电投资和维修成本；并使建筑物的外观更有魅力。因日照强时恰好是用电高峰期，BIPV系统除可以保证自身建筑内用电外，在一定条件下还可能向电网供电，舒缓了高峰电力需求，解决电网峰谷供需矛盾，具有极大的社会效益；杜绝了由一般化石燃料发电所带来的严重空气污染，这对于环保要求更高的今天和未来极为重要。在传统的发电厂内，最常见的是用化石类燃料发电，而用光电模板发电100千瓦时，可省油26升或省煤50千克，这也意味着少排放57千克的二氧化碳、71克的二氧化硫和75克氮的氧化物。

3.2、光电幕墙(屋顶)产生电能的计算公式

PS=H×A×η×K

PS—光电幕墙（屋顶）每年生产的电能（兆焦/年） （MJ/a）

H—光电幕墙（屋顶）所在地区，每平方米太阳能一年的总辐射（MJ/m2a）

可参照表一查取。

A—光电幕墙（屋顶）光电面积（m2）

η—光电电池效率，

建议如下：单晶硅：η=12%；多晶硅：η=10%；非晶硅：η=8%

K—参正系数

K = K1 • K2 • K3 • K4 • K5• K6

各分项系数建议值如下：

K1——光电电池长期运行性能参正系数，K1=0.8

K2——灰尘引起光电板透明度的性能参正系数，K2=0.9

K3——光电电池升温导致功率下降参正系数，K3=0.9

K4——导电损耗参正系数，K4=0.95

K5——逆变器效率，K5 =0.85

K6——光电模板朝向修正系数，其数值可参考表二选取。

3600J=3600W/s=3.6kW/s=0.001度

表一 我国太阳辐射资源带

表二 光电板朝向与倾角的修正系数K6

3.3光电幕墙经济效益

(1)、以ⅹⅹ巷南立面单晶硅光电幕墙装机容量为50KWP，年发电量如下表 ：

(2)、薄膜光电幕墙投入产出计算 ：

二零零九年三月二十三日财建[2009]129号《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》的颁布，其中明确指出“2009年补助标准原则上定为20元/Wp” ；以装机容量为50KWP计算，国家的财政补助为20X50000=100万人民币；光电幕墙每平米的容量为100WP，容量为50KWP需（50000/100=）500平米光电幕墙，每平面光电幕墙4000元，光电幕墙造价为： 500X4000=200万人民币；如此处安装常规幕墙的费用为500X1000=50万；安装光电幕墙比安装普通幕墙前期多投入200-100-50=50万人民币；光电幕墙年产电量价值（度）42998 （度）X0.8=3.44万人民币。

4、在超高层建筑应用中考虑的几个问题：

4.1建筑审美和视觉效果

幕墙设计坚持光电系统功能优先设计原则：首先保证光电系统设计功能的要求；二是在保证光电幕墙功能前提下，解决PV板与幕墙的风格、性能相融合的问题。PV板的分格尺寸应与幕墙风格协调，PV板安装部位是最大面积、最长时间接受日照而不被遮挡的部位，同时又要满足室内采光要求。在满足二者的条件后，最大限度保证建筑审美和视觉效果。具体的工程应根据具体情况考虑，在充分利用太阳能的基础上，必须满足室内采光的建筑要求。

4.2 超高层建筑在雨量较大情况下对光电单元幕墙的影响

4.2.1 由于南方地区的降水多，所以当光电构件在室外悬挑，线路需要穿过单元体幕墙引入室内，与控制室的集线器连接，形成光电系统。光电板线路采用向上延伸的幕墙构造设计（室内比室外要高），防止雨水沿着线路导向室内，破坏幕墙整体的水密性。

图1光电幕墙系统布线示意

篇（11）

中图分类号：TN2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）13-0005-02

光电子技术学科涉及了光学、电子学、光电子学、计算机等技术理论，是一种由多学科相互交叉并渗透形成的一项技术。光电子技术是将光子学为研究核心，电子学为研究支撑的新型技术，兼容了电子技术，而且还具有微电子技术不能相比的优越性，有了更广阔的应用领域和发展空间。21世纪是一个光电子共同作用的时代，光电子技术的高效发展有利于促进世界相关技术的融合、渗透，有利于各科学技术之间相互作用，更好的为社会经济发展做贡献。

1 光电子技术概述

光电子技术更加确切的应该称为光电子信息技术，实现光能与电能的转换是它的核心内容，是指利用光子激发电子或者电子跃迁来产生光子物理现象所提供的一种技术方法。光电子技术是信息技术中一个重要的硬件设备，加大了把全世界计算机进行联系的可能性，也给和卫星或外星联系组成网络提供了希望，是因特网的支柱技术。光电子技术从20世纪60年代产生以来，在众多高新技术发展中它的发展最为迅速，在我国的众多领域内均已被应用、推广。

随着社会经济的快速发展，时代的信息容量不断增加，反映出了信息发展的高容量性以及高速度性在电子学与微电子学技术发展上的局限，而光的高频率与高速度的信息处理特点逐渐在信息技术发展中取得突破性的发展，将信息的探测、传输、显示、运算、储存和处理都使用光子与电子技术相结合来参与完成，确定了光电子技术在信息领域的地位。

2 光电子技术的发展态势与应用实践

1）在传统领域中，光电子技术的发展与应用。光电子技术对改造我国传统产业技术和发展新兴技术产业都有积极作用，对产业结构优化也有促进作用。光电子技术具有准确、快速、精密、高效等优势，能够有效的提高产业的加工水平，增加产业的竞争力和附加值。以激光加工技术为例分析，激光加工技术通常应用在我国重点发展领域，飞机、航天、汽车、通信等领域，其生产特点有加工效率高、速度快、变形小、质量高、易控制，有助于实现自动化生产。能够很大程度的降低生产成本，提高产品的质量，对提高国际竞争力也有重要的积极作用。

2）现代能源结构中，光电子技术的发展与应用。在美国、日本等众多国家都制定了光伏技术的长久发展计划。各国将提高光电池转换效率与稳定性为技术开发方向，逐渐降低产品的生产成本，提高产业效率，扩大产业发展。目前在世界范围内，商业化和半商业化的生产模式已经有80多个国家和地区形成，增长值已经达到16%，市场的开拓也从空间开拓转向了地面的系统应用，甚至在驱动交通工具的领域也逐渐被应用。据相关报道，在世界发展中，对太阳能住宅的建造投资已经达到了600亿美元，光电子技术在建造太阳能住宅中主要是将用光伏技术制作的光电池作为住宅屋顶、墙面、窗户等建材，随着经济和技术的发展，这种新型能源的应用规模也在不断扩大，相关人员分析到2016年，在太阳能住宅的投资规模会扩大一倍，投资将达1300亿

美元。

太阳能光伏技术的应用形成了一种新型能源，太阳能光纤技术发电系统主要是利用太阳电池半导体材料的一种光纤效应，主要是将太阳光辐射能转化为电能的新型的一种发电系统。因世界经济的快速发展，能源出现供不应求现象，经济发展与能源短缺之间的矛盾越来越严重，于是世界各国逐渐的将发展目标统一转向了光伏发电，制定了长期的光伏技术发展计划。光电子技术为光伏发电创造了高性能的材料与电子元件，很大程度的提高了光能的转化率。光电子技术的不断发展扩大了光伏发电的应用范围，上到航天器，下到家用电器，大到兆瓦级电站，小到儿童玩具，都充满着光伏电源，21世纪注定了是光伏技术的发展时代。

3）军事领域中，光电子技术的发展与应用。光电子技术的独特优势可以应用在毁灭性武器、精密制导、监测、瞄准、频谱分析等技术领域。光电子技术能够提高国防的反应能力和准确攻击的能力，为军事领域提供又准又快的信息。光电子技术目前已经成为了军事领域发展的主流技术，逐渐成为了国防军事现代化的发展支柱。

在军事领域，光电子技术的发展主要体现在两个方面：①激光聚变的应用。激光聚变是一种未来能源，它有巨大的军用价值，它能够模仿氢弹爆炸的过程，代替了成本高、危险性大的空中或地下核试验，有效解决了改进核武器的性能的难题。到目前为止，激光致盲武器已经逐渐装备到部队，舰载与机载激光反导器也已经走出了实验室；②电光技术目前已经发展成为了军方的核心技术。随着世界光电子技术的快速发展，美国国防防务水平也呈递增的形势发展，美国平均每年用在防务光电技术开发上的费用就能达到50亿美元。

4）在硅材料中，光电子技术的发展与应用。把硅当材料制造的光电子元器件称为硅光电子学，这是一门新兴技术，具有很大的发展前景。用硅晶体当作材料制造的光电二极管有量子效率高、响应快、噪声低、体积小、动态工作范围大、寿命长等优势，通常被应用在微弱、快速光信号探测等方面。硅光电子学技术的应用能够给世界带来更先进的数字设备，在性能方面能得到前所未有的突破，硅光电子学是未来发展的重点。

5）在尖端科学技术领域中，光电子的发展与应用。光电子技术对科学技术的发展有积极作用，光电子技术所涉及到的科学领域都是未来发展的尖端科技，如兆兆纪元，这是1996年由惠普公司提出的，是为了满足人类在信息时代的不断增加的新需求，是人们想要在10到15年内实现的一个梦想。具体兆兆纪元技术在传输技术上，每秒兆兆位千线，运用远程的传输网络；处理技术上，每秒运算万亿次计算；存储技术上，有兆兆字节的数据库，有数兆兆字节的盘片驱动和数千兆位的记忆芯片。光纤传输的容量、光处理的能力和光储存的密度都在快速提高，光电子技术的发展态势能够充分实现这个梦想，

再如HIV免疫系统的检测技术。相关人员已经使用光学生物医学仪器在研究艾滋病病毒上取得了巨大成果，有利于研制出能够有效抵抗艾滋病病毒的新药。在尖端的生物学实验室中应用光学探测，比如研究定量衍生的DNA与定量化的聚合酶链反应PCR，对人类抵抗HIV病毒有非常重要的作用。

3 结束语

光电子技术在这个信息化时代的作用越来越重要，现如今，光电子学的应用已经发展到了经济、军事、科技与社会发展的各个领域，信息的传输、探测、运算、显示、处理与存储等都需要光子技术与电子技术共同参与完成。在世界范围内，光电子技术现已被确定为是未来经济发展的制高点，是未来经济建设中推动传统产业的技术改造工程、结构优化和新产的发展的关键力量，所以各国要加强对光电子技术的研究，推动光电子技术在各个领域中的应用范围，促进世界经济现代化的发展