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光電技術應用范文1
（1）液晶顯示器。利用光電子技術對有源陣列液晶顯示器進行制造，其主要是利用光刻技術，對薄膜晶體管著、色濾波器的陣列進行制作，并且通過對光學檢測技術的利用，對顯示器產品進行最后的監視。在顯示器的制作中，光電子技術一直貫穿著整個過程，尤其是在診斷工藝的時候，對微粒的控制和檢測則利用光學之后，還利用紫外光解決液晶在密封上的問題，最后，在對加工中存在的缺陷問題上利用了激光對其進行查找定位、處理。
（2）信息儲存。在進行信息儲存的時候，主要采用的是DVD、CD等方式，其主要采用的技術就是利用光儲存信號來進行儲存的，而儲存的容量大小則需要由寫入的光源來進行決定，光盤儲存量則和光斑之間具有反比的關系。從剛開始的時候，對于光電子激光器來說，主要采取的是氣體激光器，隨著社會的發展，逐漸發展成為半導體激光器。此時，當寫入的光源產生的光斑則會與激光波的平方產生反比例的關系，使VCD、CD的儲存量得到有效擴大。
（3）通信技術。在通信技術領域中，應用光電子技術具有保密性高、信號容量大、結構輕便、通信距離遠等優點，主要是利用激光技術，將信息都加載于激光束之上，利用激光束快速傳播的方式來進行通信，與無線電技術相比，激光通信多了光電和光電轉換過程，經由信號的轉變其，將已有的影像、聲音等進行轉換，使其轉成為電信號之后，將信號利用調制器進行調制成為一束激光，由于此調制成的激光參數會受到信號控制的影響，從而使信號在激光上得到加載。此時將激光利用發射端進行發射，在接收端進行接收，利用光檢測器對電信號檢測，最終使用調節器對信號進行還原。
2光電子技術科學應用于軍事領域
（1）激光測距儀。在飛機、坦克、火炮和艦艇中，激光測距儀是這些武器裝備的重要組成技術裝備，使各戰術武器裝備在系統上具有更強的攻擊力，并且具有更高的準確性。通常情況下，能夠使其首發的命中率高于80%，使各武器裝備能夠充分發揮自身的作用。
（2）熱攝像儀。在目前的熱攝像儀中，GaAlAs/GaAaQWIRFPA是熱攝像儀應用最為廣泛的技術，而非制冷IRFPA的熱攝像技術，不僅使在極度低溫冷卻的工作問題得到解決，而且還使熱像儀在密度和成本上更具優勢。在目前，非制冷熱像儀主要應用在低中擋的傳感器中，其所采用的陣列主要分為640×480、320×240，其可以進行探測的溫差為0.05K。
（3）預警和干擾設備。利用飛機對目標進行一系列的偵測，其主要利用的是加載在飛機上的光電子預警設備，其可以對空間坐標、技術參數等進行確定和偵測，經過相關判斷之后，對存在的危險目標進行預警。其主要是利用在不同的物質上、背景上所產生的光電子電磁波存在不一致的反射，將四周反射出來的電磁波與目標進行差異性的比較，以此來得以識別和發現目標之后對其進行跟蹤、預警。目前在火箭、導彈中的紅外預警器得到應用。
3結語
光電技術應用范文2
關鍵詞：光電變換；薄膜材料；制備原理
物質在受到光照以后，往往會引發某些電性質的變化，亦即光電效應。光電效應主要有光電導效應、光生伏特效應和光電子發射效應3種。最近有人提出GENESIS計劃（grobal energy network equippers with solar ceils and international superconductor grids），即在世界范圍內，將太陽能電站發出的電力用超導電纜連接，建設全球規模太陽能綜合供電網絡的計劃。目前，在日本已有新陽光計劃.美國有Solar 2000計劃，歐盟（EU）有Sahel計劃等。世界主要工業國家針對21世紀能源的綜合需求和地球環境改善.將進一步推進包括太陽能電池在內的太陽能利用計劃。
一、光電變換薄膜材料的制備原理技術
當金屬或半導體受到光照射時，其表面和體內的電子因吸收光子能量而被激發，如果被激發的電子具有足夠的能量，足以克服表面勢壘而從表面離開，產生了光電子發射效應。CIS薄膜太陽能電池是以銅銦硒（CIS）為吸收層的薄膜太陽能電池。目前，還有在CIS中摻人部分Ga、A1來代替CIS中的In，從而形成CIGS或CIAS薄膜太陽能電池的結構；而且這一類電池被認為是未來最有希望實現產業化和大規模應用的化合物薄膜太陽能電池。美國的CuInSe2-cd（zn）s薄膜太陽能電池的光電轉換效率可達12%，這使CIGS薄膜太陽能電池成為高性能薄膜太陽能電池的前列。
主要介紹CIGS薄膜的制備技術。
①Mo背電極薄膜的沉積。在電池研究過程中，包括Mo、Pt、Ni、A1、Au、Cu和Ag在內的很多金屬都被試著用來制作背電極接觸材料。研究發現，除了Mo和Ni之外，在制備CIGS薄膜的過程中，這些金屬都會和CIGS產生不同程度的相互擴散。擴散引起的雜質將導致更多復合中心的產生，最終將導致電池效率的下降。在高溫下Mo具有比Ni更好的穩定性，不會和Cu、In產生互擴散，并且具有很低的接觸電阻，所以一直被用做理想的背電極材料。
Mo的沉積厚度約為0.5-1.5μm。首先在鈉鈣玻璃上采用射頻磁控濺射、直流磁控濺射或真空熱蒸發的方法沉積厚度約為1.0μm的Mo層。由于直流磁控濺射技術制備的Mo薄膜的均勻性好，薄膜的沉積速率高，所以，一般在沉積Mo薄膜時多采用直流磁控濺射技術來沉積。
②CIGS薄膜的沉積。具有黃銅礦結構的化合物材料CulnSe2（CIS）或CulnGaSe2（CIGS）在可見光范圍內的吸收系數高達105 cm-1，通過改變鎵的含量，其禁帶寬度在1.04～1.67 eV范圍內可調，可以制備出最佳禁帶寬度的半導體材料。同時具有好的穩定性，耐空間輻射，屬于最好的薄膜太陽能材料之一。美國可再生能源實驗室用Cu、In、Se、Ga四元共蒸發沉積法制備的薄膜太陽能電池的轉化效率已經高達18.8%。雖然共蒸發法在小面積電池上取得了最好的效率，在大面積制備薄膜太陽能電池的產業化應用方面，卻存在其難以克服的障礙。目前采用較多的方法仍然是磁控濺射法?；诖趴貫R射的工藝也有很多，主要有濺射預制薄膜后硒化方法，預制薄膜的制備等?；谝陨系囊螅苽涞腃uln（CuInGa）預制薄膜厚度為600～700 nm，Se化后Cu—InGaSe2薄膜的厚度為1.8～2.0μm，整個厚度會有2～3倍的提高。
二、光電變換薄膜材料的應用
太陽能光電轉換裝置就是太陽能電池。太陽能電池，又稱光伏電池。太陽能電池發電的原理是利用光生伏特效應。當太陽光源或其他光輻射到太陽能電池的pn結上時，電池就吸收光能，從而產生電子一空穴對。這些電子一空穴對在電池的內建電場，即pn結電場的作用下，電子和空穴被電場分離，在pn結的兩側，即電池兩端形成由電子和空穴組成的異性電荷積累，即產生“光生電壓”，這就是所謂的“光生伏特效應”。如果將多個pn結串聯起來，就可以得到具有一定電壓的太陽能電池。太陽能電池的直接輸出一般都是12 V（DC）、24 V（DC）、48V（DC）。
太陽能電池是受太陽光照射而工作的光電池。在帶有受光面的半導體單晶，或非晶板的表面之下，制作pn結，其P區和n區分別與外電路相連接，在太陽光照射下。產生從P到n的電流。為使太陽能利用更快普及，需要進一步降低太陽能電池，特別是更具普及意義的a-Si太陽能電池的價格。為此，需要在a-Si太陽能電池制造工藝的簡化、低能耗、無公害、省工時、省原材料、輔助材料（例如基板）價格降低等方面不斷改善。與此同時，還要保證電池特性不斷提高。目前，Si系太陽能電池的效率已達12%以上，在成膜裝置方式方面，已普遍采用一室對應一個處理工序的多室連續方式，以及為提高膜層質量的超高真空連續分離成膜裝置。
從材料方面講，寬能隙P型a-SiC窗口材料已獲得廣泛應用，為進一步提高太陽能電池的效率，正在開發新的P型層材料。此外，超品格材料以及微品材料也有采用。關于電池的結構，最新發表的多為多層結構（多能隙結構）。而且，多品硅及CulnSe2等品體層與a-Si相組合的結構也在研究開發之中[4]。
窄能隙a-SiGe材料由于采用傳統的含氫系，因此特性不夠理想。隨著制膜技術的改進和發展，以及氟系a-SiGe的開發，已經獲得光導電特性優良的膜層。
三、結論
在成膜方法方面，已普遍采用各種等離子體控制方式，以及利用光、ECR等的CVD法等?？偟恼f來，隨著工藝進展，利用高速成膜法，已能獲得高品質膜層。以上通過對光電變換薄膜材料制備原理技術及應用進行探討，期望能夠對當前光電變換薄膜材料的發展有所借鑒。
參考文獻：
[1]胡居廣，李啟文，鄭彬，湯華斌，王培，羅仲寬，曹慧群，林曉東. 襯底溫度對PLD法沉積CdS及ZnS薄膜材料的影響[J]. 太陽能學報，2013，01：34-38.
[2]賀英，潘照東，張瑤斐，朱棣，陳杰，王均安. 聚苯胺/ZnO納米線薄膜材料作為發光層的柔性光電器件及其發光機理[J]. 發光學報，2012，02：201-205.
[3]唐正霞，沈鴻烈，江豐. 不同薄膜材料上鋁誘導多晶硅薄膜的研究[J]. 金陵科技學院學報，2012，03：38-41.
光電技術應用范文3
在全人類都在面臨著氣候變化、空氣污染和資源緊缺的共同危機的今天，低碳型可持續發展已經成為了當代社會發展的主流。而因為建造活動在消耗資源的同時制造了大量的環境污染物，低碳景觀的發展問題需要更多的關注。新能源、新材料在景觀設計中的應用研究和實踐正是為實現這樣的目標而提出的。本文以深圳棲游家園住宅小區設計為例，提出了應用光電轉換技術來實現低碳景觀的思路。
關鍵詞：光電轉換技術；太陽能光電板；低碳景觀；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
中圖分類號: O472+.8 文獻標識碼：A文章編號：
太陽能作為目前取之不盡用之不竭的能源，應得到廣泛的推廣應用。據了解，深圳的用電缺口在逐年增大，因地制宜開發和推廣應用太陽能有利于緩解當前能源緊缺狀況，符合我國能源發展戰略。深圳位于北回歸線以南，氣候炎熱，太陽輻射時間長，有利于利用太陽能轉換裝置，一方面降低能源成本，另一方面可減少炎熱天氣下的地表溫度，增加庭院舒適感。
一、項目概況
棲游家園住宅小區位于深圳市南山區后海大道與花果山路交匯處，是一個崇尚人性化、生態環保的年輕時尚的生活社區。作為該項目的景觀設計師，我們在該項目上運用了光伏發電的光電平板技術，建造在二層公共平臺花園打造一組光電轉換景點，并在概念設計之初，建議在高層屋頂設置光電轉換設備，以供樓梯間照明和園林景觀照明的公共用電需求，減輕了住戶的物業電費上的公共分攤費用，倡導新的低碳生活理念。
在收集各方資料后，我們對小區的光照環境及使用者的感受進行了認真的分析，通過日照模擬計算，得出日照時長大于或等于7小時的區域，結合入口小廣場及噴水組合景墻，以景觀設計一體化的手法揉合到現有的景觀系統中，不僅可以使小區景觀美觀，更洋溢著一股綠色低碳的味道，同時可以發電，滿足夜間景觀照明需要，彰顯節能建筑要求，更可以讓住戶加深對光電綠色節能措施的了解，有利于青少年養成保護生態環境和節約能耗的思維習慣。
光電轉換裝置效果如下圖：
六個太陽能光電轉換景觀組，以一種序列排列方式設置在開揚的二層入口平臺小廣場上，將太陽能量轉化為電能以直流電的形式儲存在蓄電池里，通過轉換為交流電，直接驅動噴水景墻的水泵工作，通過相關設計將接線盒、旁路二極管、連接線等隱藏在太陽能光電轉換平板下方的基礎中，這樣既可防陽光直射和雨水侵蝕，又不會影響太陽能光電板的外觀效果，達到與景觀的完美結合。在陽光明媚的日子里，我們可以最直觀地看到能量是怎樣變成人見人愛的一種噴泉景觀。
我們用“生命之源”來述說這樣的一個故事：生命之初，是萬物依靠的太陽提供給生命能量，能量傳遞的結果，產生了生命，水循環使得生命得以生生不息地延續。
二、光伏發電系統節能原理
利用光能轉換電能的效應原理，光伏電池組件在白天接收太陽輻射能并轉換為直流電能輸出，再經由逆變器轉變為可為用電設備供電的交流電力；轉換過程不產生輻射及其它環境污染。但目前太陽能光電板的生產過程中，單晶硅和多晶硅會產生不可逆轉的環境污染，目前科學家們正在研究更好的途徑，如何減少生產過程的污染。
以本項目小型的光電轉換裝置為例，六個太陽能光電轉換景觀組合計可安裝太陽能光電板面積約為60 平方米，按透光率30%計算，可安裝太陽能組件約5.1 千瓦。按照深圳地區日照輻射太陽能組件發電功率計算，5.1KW 每天可發電約18KWH，每年可發電約0.66 萬KWH?，F在電價逐年在遞增，每度電暫按1.5 元計算，每年節約電費1萬元；以太陽能電池壽命為25 年計算，約能節約電費25 萬元，其中還未包括火力發電對環境污染的整治投入和煤炭等資源的費用。
本項目單純按發電量來算，其經濟值是較低的，與常規能源相比，初始投入費用仍然比較高，這也是制約太陽能光伏應用的主要因素。然而，我們也應看到，治理常規能源所造成的污染是一項很大的“隱蔽”費用，并且太陽能光伏發電雖一次性投資較大，但其運行費用很低。
太陽能光伏與建筑、景觀相結合是一個方興未艾的領域，有著巨大的市場潛力。它需要太陽能光伏設計制造者與建筑和景觀材料、設計、施工和電力部門密切合作，共同努力才能取得成功。
三、光伏發電電能的利用
住宅小區可采用的太陽能轉換電能的利用方式有以下3種：
1.將太陽能光電轉換裝置白天產生的電量，以直流電方式儲存在設備附近的蓄電池中，夜晚可將蓄電池的電用于附近的路燈照明。優點是所發電量可直接用于小區用電，減少電線鋪設，缺點是路燈照明不穩定，需考慮天氣的影響，并需同時結合市政用電補充。因此，我們可采用太陽能光電轉換的電量連接至照度要求不高的庭院草坪燈，即使受惡劣天氣影響無法正常發電，也不至于對園區生活造成太大的干擾。
2.將太陽能光電轉換裝置白天產生的電量，通過直流交流轉換器，直接并入小區的電網中，實現“局域小并網”，減少白天小區中的用電量，節省開支。優點：所產生的電量及時并入電網，減少損耗，不影響全區的用電效果；缺點：所需的設備較多，比較適合較大規模和面積的太陽能光電轉換板設備。
3.期待在不久的將來，可將所發電量直接并入市政電網，以抵消小區所消耗的電量。
四、關于光伏發電今后的思考
國外許多國家的光伏建筑一體化并網發電系統的技術已經成熟，光伏發電已在國外已取得了許多成功的例子，美國和歐盟已經進入了一個新能源時代，在積極創造一個未來的智能電網。
目前國內的供電系統是單方向的供電，我國正在著手開展智能電網的研究與建設，并開展了可再生能源集中并網及儲能領域的相關研究，我們期待著國家的電網可適應新能源發電的接入要求，實現各類電源及用戶的無憂接入并和用戶雙向互動。屆時，市民可以采用自發電的形式，將通過太陽能光電轉換等可再生能源產生的用電并入市政電網，政府將節省的資源費用返還市民，并采用錯峰用電和錯峰電價的措施，使得市民可在白天用電量少的時候利用太陽能發電，夜間用電高峰期采用自發的電量滿足自身需求。這樣可使得光電轉換技術得以在我國大面積地展開。
結語
棲游家園的景觀光伏發電項目雖然只是一個小小的舉措，但它將展現建設投資方對環境保護的重視，讓使用者培養起對環境保護和科學發展的認知。在住宅小區建設太陽能光伏發電一體化系統不但響應國家節能減排方針，更能為該地區市民更直觀地了解和認識到科學發展與節能環保的重要性，為推動我國新能源開發及全球環境的改善作出催化劑的作用。該項目的建成也有利于優化園區的供電結構，在打造節能建筑理念方面，具有極大的社會、環境等綜合效益。
希望本項目的建成能成為其他公共建筑與房產投資商的效仿對象，將具有較大的標桿示范效應。
光伏發電作為有效地節能措施，不單單在景觀方面可以起到良好的啟示作用，它在建筑設計的光電幕墻、光電屋頂上發揮著更加重要的作用。光伏發電在中國的大規模推廣應用是可以預見的，除了有關研究開發機構及公司企業進一步努力之外，很重要的一個方面，還需要政府有關機構和部門對其重要性和迫切性進一步提高認識，進一步擴展其戰略規劃和發展計劃，進一步制訂有效的扶持政策和措施，進一步加強指導和引導，使光電轉換設備在不太長的時間內，大規模合理應用，大規模健康發展。
參考文獻：
1.智能與綠色建筑文集.北京：中國建筑工業出版社，2005.
2.智能電網技術，劉振亞主編，國家電網報，2010年6月19日
光電技術應用范文4
一、我國太陽能光電行業發展中存在的問題
目前，我國太陽能光電技術產業的發展現狀不是特別好，一些光電產品都是國際進口，而且以出口為主，也就是說，我國生產的太陽能光電產品大部分都會出口到國外的市場中。對于一些留在國內的太陽能光電產品也都應用到了農村，實現了太陽能光電發電的獨立型使用，所以說，我國太陽能光電行業中還存在著很多的問題，其中主要包括以下幾方面：首先，太陽能光電行業是一個具有綜合性的行業，里面包括了光學、建筑學、化學以及物理學等，因此，對人才的需求也比較大，但是，我國在人才方面比較稀缺，影響了太陽能光電技術的發展[1]；其次，要想提升太陽能光電轉化的效率，最重要的學科是材料學，因此，材料學的研究直接影響著太陽能光電技術的發展；再次，太陽能光電技術中的物理學以及化學的理論基礎不是特別強大，沒有實現突破性的發展；最后，太陽能光電行業沒有實現與建筑行業的有效集合，不能符合現代建筑的發展需求。
二、太陽能光電技術在現代建筑中的應用
（一）太陽能光電技術在現代建筑節能中的應用
根據目前的情況來看，太陽能光電技術在現代建筑中的應用主要體現在建筑的光伏一體化系統，也稱為BIPV系統，它能將太陽能的發電機安置在建筑的屋頂或者是墻面上，應用的原理與普通的光伏發電系統大致相似，主要的區別是太陽能的組件不僅能夠作為系統的發電機使用，還能作為建筑的外墻材料，而且用在建筑光伏一體化系統的光伏組件可以是透明的也可以是半透明的，在這種情況下，外面的光線既能夠通過該組件照到建筑內，還不會影響建筑內的采光情況。在建筑中應用太陽能光電技術以及建筑光伏一體化系統，能夠現場發電現場使用，另外還具有大量的優點：在建筑中應用太陽能光電技術進行發電能夠實現建筑的節能和環保功能；還能減少成本的投入，避免在運輸的過程中出現損失；還能對建筑的外圍起到保護作用，具有較強的隔音和隔熱效果；優化建筑內的熱環境；但是，BIPV系統具有較高的成本消耗，而且在短時間內很難在建筑中實現應用，其中成本的消耗主要體現在光電轉換方面，在設計方面沒有太多的要求。因此，我國太陽能光電技術在現代建筑中的應用還有待完善，從而實現現代建筑的完全節能。
（二）太陽能光熱技術在現代建筑中的應用
對于太陽能技術中光熱技術在現代建筑的應用來說，主要體現在太陽能熱水以及被動式太陽能采暖技術。實際上，我國太陽能熱水系統是在上世紀80年代左右興起的，當時只能對日常的生活用水進行加熱，而且技術的水平比較低，而一些歐美地區已經能使用太陽能的熱水系統進行熱源的輔助和促進常規能源的運行，并且為人們的生活提供所需要的熱水以及洗浴用水等。為了能夠同時滿足人們的需求和城市的美化，我國的太陽能熱水系統已經向著實用性強、與建筑有效結合的方向發展，這已經成為了我國發展太陽能光電技術的具體目標。在上世紀70年代我國就已經對太陽能在建筑中的應用進行了分析，一直到現在，太陽能在建筑中應用的面積已經達到了1000多萬平方米。在現代的生活中，太陽能光電技術已經從建筑的群體化向著住宅小區發展，比如，在甘肅省的某些城市中就已經創建了占地面積在10萬平方米左右、建筑面積在9.5萬平方米左右的太陽能小區，促進太陽能光電技術在現代建筑中的廣泛應用[2]。雖然給社會帶來了較大的經濟效益，但是，在技術方面與發達國家相比還是存在著較大的差距。
三、太陽能光電技術未來的發展
雖然現在的太陽能光電技術有著很多的優勢，在現代建筑中也實現了廣泛的應用，但是，太陽能光電技術所需的設備成本非常高，根據我國的資金運轉情況，根本不能實現良好的發展。我國可以借鑒一些國外的太陽能光電技術，從而實現太陽能光電技術的持續發展。比如，德國在太陽能光電技術的應用方面就非常有優勢，他們的研究人員專門制定了太陽能可再生的電力法，從而促進太陽能的廣泛使用[3]。在德國，太陽能光電技術的使用最重要的就是綠電購買綠電，意思是德國人民在自愿的情況下進行綠色電力的購買，而且綠色電力的價錢要比普通電力的昂貴，大概每KWh貴3歐分左右，電力銷售公司在賣出綠色電力之后，用獲取的利潤繼續大量購買綠色電力。在這種規定的情況下，太陽能光電技術肯定會得到了高效的使用，電力公司不僅不會出現虧損的情況，還能實現射虎的環保，這種模式在我國以后的太陽能光電技術發展中值得推廣，從而促進太陽能光電技術的良好使用。
光電技術應用范文5
關鍵詞：認知理論；布魯納；光電檢測技術；專業課教學
作者簡介：莫文琴（1978-），女，湖北武漢人，中國地質大學（武漢）機械與電子信息學院，講師；晉芳（1978-），女，湖北武漢人，中國地質大學（武漢）機械與電子信息學院，副教授。（湖北 武漢 430074）
基金項目：本文系中國地質大學（武漢）研究生培養模式與教學改革基金（編號：CUGYCXK0820）和中國地質大學（武漢）中央高?；究蒲袠I務費專項資金資助項目（編號：CUGL110222）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）04-0076-02
認知學習理論是通過研究人的認知過程來探討學習規律的理論。認知理論主要包括：人是學習的主體，學習不是通過練習和強化形成的，而是通過頓悟與理解獲得；學習可以看成學生個體構建自己的認知體系的過程；教學要關心學生學習過程的主動性及學生對知識意義的建構。[1，2]認知學習理論不僅重視人的主體性，而且準確把握了學習的基本過程及其規律。布魯納認知理論是現代認知理論的代表，他強調認知學習與認知發展，提倡發現學習，倡導結構主義教育?！肮怆姍z測技術”是一門綜合性很強的專業課，涉及了光學、電子和計算機等多門學科，也是現代檢測技術重要的發展方向。由于該課程基本知識點多、應用性較強，如何提高教學質量是該課程教師所共同關注的問題。[3，4]因此，通過將布魯納認知理論應用到“光電檢測技術”的教學中，尊重學生學習的主體地位和知識的認知規律，促進了學生對該課程基本知識點的掌握，完善了學生專業知識體系的構建，取得了良好的教學效果。
一、課程教學遵循知識的認知過程
布魯納認為認知結構在一個人的學習過程中是不斷發展的，人們總是通過把新來的信息與原有的認知結構聯系起來積極構建起知識體系；學習的實質在于主動形成認知結構，學習包括知識的獲得、知識的轉化和評價三個過程。[1]
1.知識的獲取
認識的獲取，是新知識通過“同化”思維后，被容納到新的認知結構中。我們在介紹新知識時，需要通過與學生以往接觸過的系統進行類比，幫助學生理解和掌握新知識。學生在學習“光電檢測技術”課程之前已經修完了“傳感器技術”課程，那么在介紹現代光電檢測技術中的光纖傳感器時，將其與傳統傳感器進行類比：傳統傳感器的核心是電量參數的變化，傳輸信號為電信號，傳輸介質是電線，被測量是物理量（溫度、壓力或流量）；而光纖傳感器的核心是光電場參數的變化，傳輸信號變成了光信號，傳輸介質是光纖，被測量仍然是物理量。通過這樣的比較和分析，將新知識（光電場參數、光信號和光纖）“同化”到傳統傳感器結構中，幫助學生構建新的認知結構。
2.知識的轉化
在獲取知識之后，就是對新知識進一步分析和概括，從而演繹出新內容的過程。同樣以上述例子說明，在學生獲得光纖傳感器的概念后，就要其思考：為什么會產生光纖傳感器，光纖傳感器和原有傳統傳感器相比，優勢是什么？于是教師可以通過對不同光纖傳感器的應用進行介紹和歸納，讓學生了解到光纖傳感器具有長距離遙測、耐惡劣環境（高溫、強電磁干擾）、靈敏度高和易于聯網等優點。這樣，學生一旦遇到需要高靈敏度探測處于惡劣環境的物理量的課題時，自然就會考慮能否采用光纖傳感器這一方案，或者說通過新知識的轉化，學生在已掌握傳統探測方法的基礎上又增加了光纖傳感這一方法，開拓了學生思路，提高了學生解決問題的能力。
3.學習評價
學習評價除了傳統的考試，還可以通過課堂問答、開放式討論、實驗及課程設計等方式來實施。平時在課程教學過程中，待學生學完某一章節之后，教師利用課堂問答來檢驗學生對基本知識點的掌握程度，并根據學生的反饋來調整教學的進度，如果學生大部分還未真正理解該章節的基本概念和理論，則需要再次幫助學生完成基本知識點的獲取。
開放式討論則是在學生已具備一定理論基礎后，檢驗他們是否能將新知識轉化成為認知系統中新的內容。學生在“光電檢測技術”課程中學習了激光雷達的工作原理后，教師可以設定具體問題，比如雷達測速與激光雷達測速的區別，讓學生展開討論。這樣，學生通過與已修完的“物理檢測理論與檢測技術”課程中所學的雷達測速進行比較和分析，就能了解到兩種測速的方法其實都是基于多普勒效應，只是激光的方法是利用光信號作為載波，而雷達是利用微波。但正是由于激光雷達采用的是比微波頻率高104～105倍的光載波，它的測速精度也遠高于一般雷達測速系統。利用類似的問題，可以檢驗學生是否掌握了新的測試技術，從而評價學生的學習效果。
實驗和課程設計是學習評價環節中最為重要的內容。它是對新知識轉化程度的一種檢驗，即考查學生對于新知識的使用是否得當，分析和概括是否準確。[1]學生不再是被動接受新知識，而是親身試驗，從實驗的結果和現象中加深對基本知識點的掌握，驗證問題的解決方法是否有效。“光電檢測技術”課程開設有光電器件特性實驗，學生在對光電二極管的光伏特性進行測試時，經常會提出疑問，即為什么當光電二極管的兩端電壓改變時，流過管子的電流始終不變？這時，教師就會反問他們，如果光電管上光照沒有變化，管子的電流會變化嗎？他們才恍然大悟，流經管子的電流只與入射光照有關，既然管子受到的光照恒定，光電流也是不變的。通過這種驗證性實驗，學生對光電器件的各種特性印象深刻，因此對課程的基本概念的掌握更加牢固。
當然，正如布魯納所說，知識的獲取、轉化和評價是三個幾乎同時發生的過程。我們在“光電檢測技術”課程教學中，將上述學習的三個過程貫穿整個課程講授中，即每一章理論學習后安排課堂問答、開放式討論和實驗，這正符合學生對知識的認知過程，通過這些教學環節的展開，學生由淺入深、由表及里地掌握了這門學科的精髓。
二、教學應使學生理解各門學科的基本結構
學科的基本結構包含兩個方面的內容：學科的基本知識結構以及學習的態度和方法。[1]學科的基本知識結構指的是該學科的基本知識概念和基本規律。學科的基本知識結構好比金字塔的基底，承受著最沉的負荷，只有基礎打扎實了，才能有塔頂的輝煌。
在光電檢測技術系統中，光電探測器起著將光載波轉換為電信號的核心作用，其選取和使用是否得當在很大程度上決定了光電系統的性能。而光電器件的主要性能參數是區別各種光電探測器的基礎，比如光譜特性，即探測器輸出信號大小與照射到探測器上光波長的關系?？梢赃@樣解釋：探測器好比人的眼睛，在紅橙黃綠青藍紫各種顏色中，我們總是對黃綠色的光最為敏感，也就是說在黃綠色光波長處，人眼的光譜響應度是最大的。這樣的類比之后，學生很容易去理解光電器件的主要性能，從而能夠根據各種光電器件的區別和特點，將各種光電器件應用在各自適合的場合，比如PIN型探測器和雪崩光電二極管，時間響應最快，適用于光通信中高速光信號的探測；而光敏電阻時間響應慢，線性較差，一般來說作為開關光信號的探測。通過對光電器件特性參數這一基本概念的理解和掌握，為器件選型、光電檢測電路的設計和光電檢測系統的設計打下基礎。
由于“光電檢測技術”課程涉及較多的專業基礎，比如大學物理、模擬電子和數字電子、電子測量課程等，所以學生要學好該門課程，應當具有一定的知識背景，才能消化晦澀難懂的知識點。有些學生專業基礎較差，在課程學習中很容易碰到挫折而放棄努力，這時，教師應該指導學生端正學習態度，以腳踏實地的態度去學習這門課程，不應急功近利；幫助他們復習相關的知識背景，從而理解本課程的重要知識點，只有這樣后續學習才能順利進行。同時，考慮到本課程應用性較強，教師講課時應多聯系實際，結合業界熱點問題，介紹相關系統和技術。通過具體的應用系統案例將需要介紹的知識點引出，然后對知識點進行詳細講解，幫助學生深刻理解和掌握，最后引導學生回過頭去分析系統中這些知識點是如何發揮作用的，解決了哪些問題。例如干涉測量技術這一章中介紹了典型的相位調制干涉儀，薩古納克干涉儀是其中一種。倘若教師直接給出該干涉儀的工作原理，學生的興趣不會很大。但是教師如果拋出這樣一個問題：哪位同學知道蘋果iPhone手機中的陀螺儀是如何工作的？想必學生就很想知道答案了。這時，教師就可以說明：如果將薩古納克干涉光路放到光纖中，這便是光學陀螺儀了。薩古納克干涉儀利用光的干涉作用，測量光環路的轉動角速度。知道了薩古納克干涉儀工作原理，教師再引導學生回到蘋果手機中的陀螺儀的例子，正是因為陀螺儀能夠感知三個軸方向的角速度，結合加速度傳感器，就能夠為手機提供導航和增強功能。因為學習的最好刺激，是對所學內容有興趣。[5]一旦他們發現這些基本知識點可以解決實際系統中的重要問題，就會覺得值得去學，從而使學習的主動性和積極性得到提高。
三、提倡發現學習，激發教學生長點
布魯納認為發現并不只限于獲得人類尚未知曉的知識和規律，也包含通過獨立思考而獲得的一切形式和方法。[1]提倡發現學習，教師可以通過設定的問題和情境，[6]比如電機轉速的測量，要求學生給出合理的設計方案。學生五人一組，每組將自己的設計方案在課堂上講述出來，教師則引導學生對各種方案進行比較和評價。該方式以學生為主體，一方面是激發學生學習的內部動機，在掌握基本知識的前提下，使其主動探索知識、獨立解決問題；另一方面在討論和爭議的過程中，學生能夠獲得知識的生長點，因為每一組的方案不盡相同，在的過程中知識和經驗得到積累。當然，在學生講述和討論的過程中，需要教師進行正確指導，并對各種方案給予合理的評價。
四、結束語
“光電檢測技術”這門課需要學生掌握較多的專業基礎知識，并且應用性較強，強調學生的動手能力。學生從以往理論性較強的課程學習轉向應用性較強的專業課學習，需要一定的過程。筆者通過將認知理論應用到課程教學的各方面，以學生為學習的主體，教學遵循學生對知識的認知過程，使得學生更容易理解很抽象的基本概念，提升了其使用新技術解決問題的能力，將新知識與原有認知系統關聯起來，豐富了學生的知識體系。
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光電技術應用范文6
關鍵詞：光電計數器；思路；設計分析
將不同種類的數字變換器接入到光電計數器的輸入通道中，并在與數字變換器相適應的換能器的作用下就可完成不同功能的數字化儀器的制作。電子計數器在科學研究和工業生產等領域都發揮著巨大的作用，達到了測量過程自動化的目的，具有操作簡便、精確度高、測量速度快、顯示結果直接以及功能多樣等優勢。一、設計光電計數器過程中的要求
信號輸入電路、計數、處理電路、計數狀態控制電路、顯示驅動電路、電源電路、顯示器是光電計數器的主要構成部分。信號輸入電路中能接收觸點開/關以及脈沖電壓（各種電壓幅度）形式的信號，通過連接信號輸入電路及光電耦合器的方式，成功的對計數電路和信號處理電路進行了光電隔離。此外，計數電路不僅能避免計數器出現復位的情況，還具有控制輸入信號的功能。外部控制電路能夠通過外接端子實現對計數器復位和工作的控制。 在設計光電計數器過程中，通常比較器整形都是由LM324組成的，放大整形部分由LM324同相放大組成，施密特觸發器則是由反相器組成的。
二、設計光電計數器的主要電路
光電計數器的工作過程主要是：紅外光信號在經過發射器發射后，利用反射作用在接收管的作用下轉變為電信號，經過放大比較整形后的電信號就成為了觸發脈沖。在加法計數器中，觸發脈沖就是計數脈沖，進行計數功能，而計數信號顯示功能由七段LED數碼管來進行。其中，脈沖紅外光交流驅動模式能更好的增大作用的距離。
三、光電計數器的技術要求和設計原理
SV直流穩壓電源對整個光電計數器的電路進行供電。由驅動紅外發射管VD1發射紅外線脈沖和多諧振蕩器產生的方波信號（330Hz）是光電計數器的設計原理。VD2在接收了被手阻擋而反射回來的紅外線脈沖后將其轉化成電信號，并在50 Hz的燈光干擾下對高通濾波進行濾除，濾除后的信號經過同相放大器（LM324）的放大，之后電壓比較器對其進行整形，形成幅值較大的方波信號，之后再由單穩態觸發器（555）進行延時整形，經非門處理后接入到74LS160（集成同步十進制計數器）的CP端，觸發脈沖通過七段LED數碼管（由CD4511驅動）顯示出來。以下是對分支電路的描述：
脈沖式主動紅外線檢測電路是紅外檢測電路的基本電路，包括VD1（紅外發射二極管）和VD2（紅外接收二極管）兩個主要的部分。VD1和V D2的安裝方式是平行的，指向也一樣，多諧振蕩器作用時，發射二極管能夠發射經方波脈沖調制的332赫茲的紅外線脈沖，但是接收二極管并不能接收到，發射二極管在收到手的阻礙的情況下，紅外線脈沖才會經過反射作用由接收二極管接收到。
555多諧振蕩器電路是一種混合集成型電路，擁有八個引出端，其基本電路是由555構成的，將數字電路和模擬電路進行了綜合。555多諧振蕩器電路的適用范圍非常廣，具有定時準確和輸出驅動功率大的優點，擁有單元內部電壓（寬范圍的電壓），可以將模擬電平接入到電路中。555多諧振蕩器電路通過發射紅外線來實現對相關裝置的控制，發射的功率越大，控制的距離越遠。在脈沖狀態下，紅外發光二極管才進行工作，脈沖的峰值電流越大，調制光/脈動光的有效傳送距離越遠，因此可以通過提高峰值電流的方式來延長紅外光的發射距離，達到增加控制距離的目的。
由324組成的整形電路的基本構件是電壓比較器，從整形電路中輸出的方波信號在電壓比較器的作用下能夠轉變為觸發脈沖。低通濾波和VD3（二極管）通過串聯的方式形成峰值檢波電路，在設計過程中需要注意的就是要將輸入信號脈沖的脈寬設置的遠遠大于阻容元件的時間常數。
放大整形電路的基本構造是SV單電源供電的LM324，進行大概16.5倍的同相放大作用。放大整形電路在工作原理是：將輸出信號傳送到另一個通向的運放端，然后提供大概0.8V的電壓給反向端，由反向端采取電壓比較工作。其中，如果提供的電壓大于0.8V的基準電壓時，那么輸出的是高電平；提供的電壓小于0.8V的基準電壓時，那么輸出的是低電平。
光電技術器的設計中利用集成同步十進制74LS160的功能，計數顯示電路能夠進行計數運算，CD4511驅動數碼管能夠進行紅外檢測，同時還能采用脈沖檢波和單穩態觸發器檢測等設計方法。才外，還應該注意在整個焊接組裝過程中要嚴格按照原理設計電路圖進行，在此基礎上注意做到先布置地線后設置萬能板，并減少交叉線的存在等細節問題，達到美觀實用的目的。
四、調試光電計數器的方法
首先采用斷電檢查的方法：參考原理圖對硬件電路進行檢查，要細致到每一個焊點。按照單元電路―模塊電路―系統的步驟分層次的調試光電計數器，調試的過程中的各項指標要參考設計圖中的進行。其次，采用通電檢查的方法：利用信號源及相關測驗儀器檢查每個模塊的電路在加入正常電壓之后的工作狀態中的電壓和波形是否正常，并進行相應的調整。一般采用數碼管、紅外耦合反射對管、電阻、脈沖紅外驅動發射器（例如：555）、電容、74LS160、CD4511、LM324等器件來構成電路，進行參數計算。
五、設計光電計數器過程中常見的問題及和應對措施
在引入了50赫茲的交流電后對紅外線反射管產生了干擾，影響其正常工作，因此要對50赫茲的交流電利用高通濾波電路來濾除交流信號。出現經常性觸發脈沖現象的原因是：信號在進行了波形比較和包絡檢波步驟后存在大量的毛刺?？梢岳?55單穩態觸發器來延時處理電路，從而避免多次觸發計數脈沖的問題。接收管和發射管之間可以設置擋板來預防黑管在沒有物體經過時自動接收信號的情況。多諧振蕩器在沒有設置二極管的情況下，產生的方波占用很大的空間（大于1/2），通過在555單穩態觸發器上加入二極管的方式來減少占空比。
參考文獻
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