光學(xué)信息處理技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：光學(xué)信息處理技術(shù)范文

光學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)國際學(xué)術(shù)會(huì)議1997年8月26至30口在莫斯科召開來自22個(gè)國家的210多位科學(xué)家，分別在大會(huì)、分會(huì)和專題討論會(huì)上266篇。分會(huì)的主題是光學(xué)存儲(chǔ)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，光學(xué)生物電子學(xué)和生物計(jì)算，光存儲(chǔ)機(jī)制和材料，計(jì)算機(jī)光學(xué)和衍射光學(xué)元件。隨著信息時(shí)代的發(fā)展，對(duì)信息的獲取、存儲(chǔ)、處理、傳輸與顯示的方法和技術(shù)提出了越來越高的要求。

為滿足這些要求，在發(fā)展現(xiàn)代電子和電子計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的同時(shí)，人們對(duì)光學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)也有極大的興趣。這是因?yàn)?，由光束、光波或光子作為信息的載體時(shí)，不僅信息容量大、傳播速度快，而且并行性高、互連能力強(qiáng)，存在著巨大的潛在優(yōu)勢(shì)。在這次會(huì)議上，近三分之一的論文是關(guān)于光學(xué)存儲(chǔ)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的。大會(huì)主席、俄羅斯科學(xué)院的A.IJ.Mik。!邊n院士在大會(huì)報(bào)告“全息存儲(chǔ)、現(xiàn)狀與預(yù)期應(yīng)用”中綜述了俄羅斯以及國際上在這個(gè)領(lǐng)域的研究狀況。

在分會(huì)報(bào)告中也充分反映了這一領(lǐng)域非?；钴S。例如，美國加州理工學(xué)院的D‘Psaltis教授介紹了他們?cè)谝涣⒎嚼迕状笮〉墓庹圩兤敷w中存人10()()0幅圖像的基礎(chǔ)上，所完成的小型化光學(xué)全息存儲(chǔ)器，引起與會(huì)者的極大興趣。該存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量高達(dá)1TB(即10(j0GB)，已接近實(shí)用化。由于是按頁并行存取信息，讀寫速率比現(xiàn)在的CDR()M高出2一3個(gè)數(shù)量級(jí)。人們認(rèn)為這將是繼綜合孔徑雷達(dá)(光學(xué)信息處理)、光纖通信(信息傳輸)、光盤‘存儲(chǔ))和激光打印機(jī)與激光電視(顯示)之后，光學(xué)信息技術(shù)的又一重大突破。義如，英國Heriot一wat:大學(xué)的B.Wherrett教授為解決芯片與芯片間通信速度瓶頸而設(shè)計(jì)的光互連靈巧像素陣列(SmartPixelArrays)。該器件的使用可使芯片間的數(shù)據(jù)傳輸速率超過1TBPs(即xTeraBit。perSeeond)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面的論文也很多，主要是關(guān)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)光電混合硬件系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別方面的，這是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得以推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。筆者報(bào)道了基于液晶神經(jīng)元陣列和光互連的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，受到會(huì)議的重視。該文除了和其他論文一樣在SPIE論文集上發(fā)表外，大會(huì)主席Mikealian院士還在會(huì)后通過e一mail要求我將該報(bào)告寫得更詳細(xì)些，在他所主編的國際學(xué)術(shù)刊物<()ptiealMemoryandNeuralNetworks》上發(fā)表。與光學(xué)存儲(chǔ)密切相關(guān)的領(lǐng)域是光存儲(chǔ)機(jī)制和材料研究，這個(gè)分會(huì)上發(fā)表的論文也占三分之一左右。

第2篇：光學(xué)信息處理技術(shù)范文

英文名稱：Chinese Journal of Quantum Electronics

主管單位：中國科學(xué)院

主辦單位：中國光學(xué)學(xué)會(huì)基礎(chǔ)光學(xué)專業(yè)委員會(huì);中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所

出版周期：雙月刊

出版地址：安徽省合肥市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號(hào)：1007-5461

國內(nèi)刊號(hào)：34-1163/TN

郵發(fā)代號(hào)：26-89

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時(shí)間：1984

期刊收錄：

CA 化學(xué)文摘(美)(2009)

SA 科學(xué)文摘(英)(2009)

CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽(yù)：

Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊

聯(lián)系方式

期刊簡介

《量子電子學(xué)報(bào)》（雙月刊）創(chuàng)刊于1984年，是由中國科學(xué)院主管、中國光學(xué)學(xué)會(huì)基礎(chǔ)光學(xué)專業(yè)委員會(huì)和中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所主辦的學(xué)術(shù)期刊。

主要刊登

量子電子學(xué)領(lǐng)域中的最新的重要實(shí)驗(yàn)和理論研究成果，優(yōu)秀的教學(xué)研究和專題綜述。

第3篇：光學(xué)信息處理技術(shù)范文

機(jī)器視覺系統(tǒng)是綜合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、光學(xué)、電子技術(shù)的高科技系統(tǒng)。機(jī)器視覺技術(shù)通過計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)攝取的圖像進(jìn)行處理，分析其中的信息，并做出相應(yīng)的判斷，進(jìn)而發(fā)出對(duì)設(shè)備的控制指令。機(jī)器視覺系統(tǒng)的具體應(yīng)用需求千差萬別，視覺系統(tǒng)本身也可能有多種不同的形式，但都包括以下過程:

圖像采集 利用光源照射被觀察的物體或環(huán)境，通過光學(xué)成像系統(tǒng)采集圖像，通過相機(jī)和圖像采集卡將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，這是機(jī)器視覺系統(tǒng)的前端和信息來源。

圖像處理和分析 計(jì)算機(jī)通過圖像處理軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理，分析獲取其中的有用信息。如PCB板的圖像中是否存在線路斷路、紡織品的圖像中是否存在疵點(diǎn)、文檔圖像中存在哪些文字等。這是整個(gè)機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心。

判斷和控制 圖像處理獲得的信息最終用于對(duì)對(duì)象（被測(cè)物體、環(huán)境）的判斷，并形成對(duì)應(yīng)的控制指令，發(fā)送給相應(yīng)的機(jī)構(gòu)。如攝取的零件圖像中，計(jì)算零件的尺寸是否與標(biāo)準(zhǔn)一致，不一致則發(fā)出報(bào)警，做出標(biāo)記或進(jìn)行剔除。

在整個(gè)過程中，被測(cè)對(duì)象的信息反映為圖像信息，進(jìn)而經(jīng)過分析，從中得到特征描述信息，最后根據(jù)獲得的特征進(jìn)行判斷和動(dòng)作。最典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)一般包括: 光源、光學(xué)成像系統(tǒng)、相機(jī)、圖像采集卡、圖像處理硬件平臺(tái)、圖像和視覺信息處理軟件、通信模塊（如附圖所示）。

總體上，一個(gè)成功的機(jī)器視覺系統(tǒng)需要重點(diǎn)解決圖像采集（包括光源、光學(xué)成像、數(shù)字圖像獲取與傳輸）、圖像處理分析幾個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)。

照明設(shè)計(jì)

照明是機(jī)器視覺系統(tǒng)中極其重要而又容易為人忽視的環(huán)節(jié)。其設(shè)計(jì)是機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要步驟，直接關(guān)系著系統(tǒng)的成敗和性能。因?yàn)檎彰髦苯幼饔糜谙到y(tǒng)的原始輸入，對(duì)輸入數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞有直接的影響。光源決不僅僅是為了照亮物體，通過有效的光源設(shè)計(jì)可以令需要檢測(cè)的特征突出，同時(shí)抑制不需要的干擾特征，給后端的圖像處理帶來極大的便利。而不恰當(dāng)?shù)恼彰鞣桨笗?huì)造成圖像亮度不均勻，干擾增加，有效特征與背景難以區(qū)分，令圖像處理變得極其困難，甚至成為不可能完成的任務(wù)。

照明設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)方面: 光源、目標(biāo)和環(huán)境的光反射和傳送特性、光源的結(jié)構(gòu)。由于被測(cè)對(duì)象、環(huán)境和檢測(cè)要求千差萬別，因而不存在通用的機(jī)器視覺照明設(shè)備，需要針對(duì)每個(gè)具體的案例來設(shè)計(jì)照明的方案，要考慮物體和特征的光學(xué)特性、距離、背景，根據(jù)檢測(cè)要求具體選擇光的強(qiáng)度、顏色和光譜組成、均勻性、光源的形狀、照射方式等。

照明設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，不僅需要理論知識(shí)和分析能力，也常常需要反復(fù)的試驗(yàn)和調(diào)整?！肮庠词腔鶞?zhǔn)，打光是藝術(shù)”，這句話道出了照明設(shè)計(jì)在機(jī)器視覺系統(tǒng)中的重要地位。由此也催生了一批以生產(chǎn)光源著稱的廠商，如CCS、Moritex、東冠科技。國內(nèi)如凌云公司等系統(tǒng)集成商也開始開發(fā)自主的光源產(chǎn)品。

光學(xué)成像系統(tǒng)與相機(jī)

機(jī)器視覺系統(tǒng)中，鏡頭相當(dāng)于人的眼睛，其主要作用是將目標(biāo)的光學(xué)圖像聚焦在圖像傳感器（相機(jī)）的光敏面陣上。視覺系統(tǒng)處理的所有圖像信息均通過鏡頭得到，鏡頭的質(zhì)量直接影響到視覺系統(tǒng)的整體性能。一旦信息在成像系統(tǒng)有嚴(yán)重?fù)p失，在后面的環(huán)節(jié)中試圖恢復(fù)是非常困難的。合理選擇鏡頭、設(shè)計(jì)成像光路是視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

鏡頭成像或多或少會(huì)存在畸變。較大的畸變會(huì)給視覺系統(tǒng)帶來很大困擾，在成像設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)此有詳細(xì)的考慮，包括選用畸變小的鏡頭，有效視場只取畸變較小的中心視場等。鏡頭另一個(gè)特性是其光譜特性，主要受鏡頭鍍膜的干涉特性和材料的吸收特性影響。要求盡量做到鏡頭最高分辨率的光線應(yīng)與照明波長、CCD器件接受波長相匹配，并使光學(xué)鏡頭對(duì)該波長的光線透過率盡可能提高。在成像系統(tǒng)中選用適當(dāng)?shù)臑V光片可以達(dá)到一些特殊的效果。另外，成像光路的設(shè)計(jì)還需要重視各種雜散光的影響。

相機(jī)是一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件，它將光學(xué)成像系統(tǒng)所形成的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)變成視頻/數(shù)字電信號(hào)。相機(jī)通常由核心的光電轉(zhuǎn)換器件、電路、輸出/控制接口組成。目前最常用的光電轉(zhuǎn)換器件為CCD，其特點(diǎn)是以電荷為信號(hào)，而不像其他器件輸出電流或者電壓信號(hào)。上世紀(jì)90年代，一種新的圖像傳感器開始興起，這種相機(jī)稱為CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）相機(jī)。

對(duì)相機(jī)除了考察其光電轉(zhuǎn)換器件外，還應(yīng)考慮系統(tǒng)速度、檢測(cè)的視野范圍、系統(tǒng)所要達(dá)到的精度等因素。

相機(jī)輸出的模擬視頻信號(hào)并不能為計(jì)算機(jī)直接識(shí)別，圖像采集卡通過對(duì)模擬視頻信號(hào)的量化處理將模擬視頻信號(hào)數(shù)字化，形成計(jì)算機(jī)能直接處理的數(shù)字圖像，并提供與計(jì)算機(jī)的高速接口。圖像采集卡需要實(shí)時(shí)完成高速、大數(shù)據(jù)量的圖像數(shù)據(jù)采集，必須與相機(jī)協(xié)調(diào)工作，才能完成特定的任務(wù)。除A/D轉(zhuǎn)換外，圖像采集卡還具備其他一些功能，包括:

接收來自數(shù)字相機(jī)的高速數(shù)據(jù)流，并通過計(jì)算機(jī)高速總線傳輸至系統(tǒng)存儲(chǔ)器;

對(duì)多通道圖像接收、處理和重構(gòu);

對(duì)相機(jī)及系統(tǒng)其他模塊進(jìn)行功能控制。

圖像和視覺信息處理

上述機(jī)器視覺系統(tǒng)的前端環(huán)節(jié)，包括光源、鏡頭、相機(jī)等，都是為圖像和視覺信息處理模塊準(zhǔn)備素材。這一模塊才是機(jī)器視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵和核心，它通過對(duì)圖像的處理、分析和識(shí)別實(shí)現(xiàn)對(duì)特定目標(biāo)和特征的檢測(cè)。這一模塊包括機(jī)器視覺處理軟件和處理硬件平臺(tái)兩個(gè)部分，其中視覺處理軟件可以分為圖像預(yù)處理和特征分析理解兩個(gè)層次。圖像預(yù)處理包括圖像增強(qiáng)、數(shù)據(jù)編碼、平滑、銳化、分割、去噪、恢復(fù)等過程，用于改善圖像質(zhì)量。圖像特征分析理解是對(duì)目標(biāo)圖像進(jìn)行檢測(cè)和各種物理量的計(jì)算，以獲得對(duì)目標(biāo)圖像的客觀描述，主要包括圖像分割、特征提?。◣缀涡螤?、邊界描述、紋理特性）等。

機(jī)器視覺中常用的算法包括: 搜索、邊緣（Edge）、Blob分析、卡尺工具（Caliper Tool）、光學(xué)字符識(shí)別、色彩分析。

目前，機(jī)器視覺軟件的競爭已經(jīng)從追求功能轉(zhuǎn)變?yōu)樗惴ǖ臏?zhǔn)確性和效率的競爭。已有專門提供視覺軟件或者開發(fā)包的廠商。因?yàn)槌Ｒ?guī)的機(jī)器視覺軟件開發(fā)包盡管均能提供上述功能，但其檢測(cè)效果和運(yùn)算效率卻有很大差別。優(yōu)秀的機(jī)器視覺軟件可對(duì)圖像中目標(biāo)特征進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的檢測(cè)，對(duì)圖像的適應(yīng)性強(qiáng); 而不好的軟件則存在速度慢、結(jié)果不準(zhǔn)確、魯棒性差的缺點(diǎn)。

從硬件平臺(tái)的角度說，計(jì)算機(jī)在CPU和內(nèi)存方面的改進(jìn)給視覺系統(tǒng)提供了很好的支撐，多核CPU配合多線程的軟件可以成倍提高速度。伴隨DSP、FPGA技術(shù)的發(fā)展，嵌入式處理模塊以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力、集成性、模塊化和無需復(fù)雜操作系統(tǒng)支持等優(yōu)點(diǎn)而得到越來越多的重視。

總體而言，機(jī)器視覺是一個(gè)光機(jī)電計(jì)算機(jī)高度綜合的系統(tǒng)，其性能并不僅僅由某一個(gè)環(huán)節(jié)決定。每一個(gè)環(huán)節(jié)都很完美，也未必意味著最終性能的滿意。系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)是機(jī)器視覺系統(tǒng)開發(fā)的難點(diǎn)和基礎(chǔ)，也是許多開發(fā)商所不擅長的，急需加強(qiáng)。

另外，在現(xiàn)場環(huán)境應(yīng)用中，振動(dòng)、粉塵、電磁干擾會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的工作，這些問題都是設(shè)計(jì)和開發(fā)時(shí)應(yīng)注意的。

第4篇：光學(xué)信息處理技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 技術(shù) 應(yīng)用發(fā)展

中圖分類號(hào)：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

近年來，隨著科技的發(fā)展，越來越多的高新技術(shù)開始應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)技術(shù)的的發(fā)展使微型計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)過程的控制，使機(jī)、電有機(jī)地結(jié)合，發(fā)展成機(jī)電一體化技術(shù)。本文討論的就是機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用方面的問題。

一、機(jī)電一體化概述

1）機(jī)電一體化技術(shù)是從系統(tǒng)工程觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)用機(jī)械、電子等有關(guān)技術(shù)，使機(jī)械、電子有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)或產(chǎn)品整體最優(yōu)的綜合性技術(shù)。機(jī)電一體化

技術(shù)，主要包括技術(shù)原理和使用機(jī)電一體化產(chǎn)品（或系統(tǒng)）得以實(shí)現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是一個(gè)技術(shù)群（族）的總稱。

2）機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）由若干具有特定功能的機(jī)械和電子要素組成的有機(jī)整體，具有滿足人的使用要求的最佳功能，機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）。主要是指機(jī)械系統(tǒng)（或部件）與微電子系統(tǒng)（或部件）相互置換和有機(jī)結(jié)合，從而賦予新的功能和性能的新一代產(chǎn)品，有良好的人機(jī)協(xié)作關(guān)系。一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)主要是由機(jī)械裝置、執(zhí)行裝置、動(dòng)力源、傳感器、計(jì)算機(jī)這5個(gè)要素構(gòu)成。

3）機(jī)電一體化工程（ 機(jī)械電子工程）是機(jī)械工程與電子工程的綜合集成，即給定機(jī)電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）“目的功能”與“規(guī)格”后，機(jī)電一體化技術(shù)

人員利用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造的整個(gè)過程體系。機(jī)電一體化工程是系統(tǒng)工程在機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）中的具體應(yīng)用。

機(jī)電一體化思想體現(xiàn)了“ 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理”和“綜合集成技巧”。系統(tǒng)工程、控制論和信息論是機(jī)電一體化技術(shù)的方法論。從某種意義上講、機(jī)電一體化思想相當(dāng)于“一體化”思想。它帶來了諸如光電機(jī)一體化、機(jī)電液一體化、科工貿(mào)一體化、人機(jī)一體化等技術(shù)及其產(chǎn)品。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的意義

2.1 功能增強(qiáng)

機(jī)電一體化產(chǎn)品具有多種復(fù)合功能，如加工中心可以將多臺(tái)普通機(jī)床的多道工序在一次裝夾中完成，并自動(dòng)檢測(cè)工件和刀具精度，顯示刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。

2.2 精度提高

機(jī)電一體化技術(shù)簡化了機(jī)構(gòu)鏈，使機(jī)械磨損、配合間隙及受力變形等引起的誤差大大減少。由于采用計(jì)算機(jī)檢測(cè)與控制技術(shù)補(bǔ)償和校正因各種干擾造成的動(dòng)態(tài)誤差，從而達(dá)到純機(jī)械技術(shù)手段所無法實(shí)現(xiàn)的工作精度。

2.3 結(jié)構(gòu)簡化

由于機(jī)電一體化技術(shù)采用微處理器、大規(guī)模集成電路、電力電子器件代替了原來的電器控制柜和傳動(dòng)裝置，使機(jī)電一體化產(chǎn)品零部件數(shù)量減少、體積變小，

結(jié)構(gòu)得到簡化。

2.4 可靠性提高

隨著集成電路的集成度越來越高，材料性能越趨穩(wěn)定，機(jī)電一體化產(chǎn)品可靠性不斷增強(qiáng)，同時(shí)由于具備了安全連鎖控制、過載及失控保護(hù)、斷電保護(hù)的功能，進(jìn)一步提高了機(jī)電一體化產(chǎn)品的安全可靠性。

2.5 改善操作

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，從而提升了產(chǎn)品的自動(dòng)化程度，減少了操作按鈕及手柄，改善了設(shè)備的操作性能，構(gòu)建了良好的人機(jī)界面。

2.6 提高柔性

由于軟件技術(shù)的引入，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)器工作程序的可修改性，能夠通過軟件的修改來滿足工作情況改變的需要。

三、機(jī)電一體化基本結(jié)構(gòu)要素

3.1 機(jī)械本體部分

機(jī)械本體就像人體的身軀骨架，它是系統(tǒng)所有功能元素的機(jī)械支持結(jié)構(gòu)，包括機(jī)身、框架、機(jī)械連接等

3.2 動(dòng)力部分

動(dòng)力部分與人體內(nèi)臟產(chǎn)生能量去維持生命運(yùn)動(dòng)一樣，為系統(tǒng)提供能量和動(dòng)力功能，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使系統(tǒng)按照控制要求正常運(yùn)行。

3.3 傳感部分

傳感部分就像人的眼、鼻、耳、口等感覺器官，將系統(tǒng)運(yùn)行中所需要的本身和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，變成可識(shí)別的信號(hào)，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。其功能一般由專門的傳感器和儀器儀表完成。

3.4 驅(qū)動(dòng)部分

驅(qū)動(dòng)部分就像人體的肌、肋、腱接受大腦指揮驅(qū)動(dòng)四肢運(yùn)動(dòng)一樣，在控制信息作用下，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成各種動(dòng)作和功能。

3.5 執(zhí)行部分

執(zhí)行部分如同人的四肢由大腦支配完成各項(xiàng)工作任務(wù)一樣，根據(jù)控制信息和指令，完成各種動(dòng)作和功能。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是運(yùn)動(dòng)部件，一般采用機(jī)械、電磁、電液等機(jī)構(gòu)

3.6 控制及信息處理部分

控制及信息處理部分猶如人的大腦指揮和控制全身運(yùn)動(dòng)并能記憶、思考和判斷問題一樣，將來自各傳感器的檢測(cè)信息集中、存儲(chǔ)、分析、加工并根據(jù)信息處理的結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出應(yīng)的指令控制整個(gè)系統(tǒng)有目的的運(yùn)行。

四、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

在人們的日常生活當(dāng)中，自動(dòng)機(jī)械、信息處理設(shè)備、辦公室設(shè)備、車輛電子設(shè)備、醫(yī)療器械、光學(xué)裝置、智能家電、樓宇安全系統(tǒng)等機(jī)電一體化系統(tǒng)都離不開執(zhí)行元件為其提供動(dòng)力。而執(zhí)行元件和電子控制裝置之間是無法直接連接的，因此需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)部件。該驅(qū)動(dòng)部件在電子控制裝置的控制下，接收指令，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，從而得到目標(biāo)輸出。對(duì)于精密傳動(dòng)來說，需要在執(zhí)行元件輸出終端進(jìn)

行傳動(dòng)測(cè)量，如測(cè)量其位置、速度、加速度，同時(shí)將所測(cè)得的數(shù)據(jù)反饋給電子控制裝置，讓其進(jìn)行比較，進(jìn)行誤差修正控制，最終實(shí)現(xiàn)精密傳動(dòng)。

當(dāng)有多個(gè)執(zhí)行元件，其輸出動(dòng)作規(guī)律各不相同時(shí)，一方面要根據(jù)各執(zhí)行元件工作情況來考慮其控制的形式，另一方面需要確定它們之間是否存在輸出的聯(lián)系。如果它們之間沒有聯(lián)系，可以讓它們單獨(dú)來工作，也可以通過構(gòu)建PC機(jī)上位控制來統(tǒng)一管理。若工作聯(lián)動(dòng)內(nèi)容經(jīng)常變化，就應(yīng)該構(gòu)建一個(gè)可以直接識(shí)別聯(lián)動(dòng)輸出的軟件，將聯(lián)動(dòng)輸出寫入軟件當(dāng)中，讓其直接轉(zhuǎn)化為控制程序，這樣就能靈活地應(yīng)對(duì)動(dòng)作輸出的需求。

上述機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，僅論述了如何將傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)和驅(qū)動(dòng)技術(shù)等技術(shù)簡單的融合，各部件都是以模塊形式搭建的，而模塊間的信號(hào)傳輸

及所涉及到的接口技術(shù)和信息處理技術(shù)是其中的重點(diǎn)。所以，在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用中，以全局最優(yōu)的觀念去設(shè)計(jì)機(jī)電一體化產(chǎn)品，并且解決好每個(gè)功能模塊信息處理和傳輸?shù)膯栴}，是能夠迅速地利用好機(jī)電一體化技術(shù)的方法。

五、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

（1）機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下。

光機(jī)電一體化。一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的，因此，引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)性能、能源（動(dòng)力）系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)性能，光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。

（2）全系統(tǒng)化—智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策

等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。這主要受益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是其重要應(yīng)用。

（3）技術(shù)產(chǎn)品—網(wǎng)絡(luò)化。20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育

等都帶來了巨大的變革。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。

（4）微型機(jī)電化—微型化。泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品，正向微米、納米級(jí)發(fā)展。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件，當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

結(jié)語：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們的生活方式發(fā)生了巨大的變化，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式也發(fā)生了重大的變革。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)和機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用，催生了機(jī)電一體化技術(shù)的形成，可以說機(jī)電一體化技術(shù)室社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然結(jié)果。本文詳細(xì)而深入的介紹了機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)和內(nèi)容，并對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)未來的發(fā)展方向提出了自己的意見和看法。

參考文獻(xiàn)：

第5篇：光學(xué)信息處理技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；機(jī)械工程；應(yīng)用分

引言：人類生活水平的不斷提高，得益于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。尤其是在機(jī)械工程領(lǐng)域，傳統(tǒng)的機(jī)械電氣化主要以人力操控為主，不僅消耗了大量的人力與資源、還存在著一定的危險(xiǎn)與安全隱患。機(jī)電一體化的出現(xiàn)，利用現(xiàn)代化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械工程領(lǐng)域的自動(dòng)化生產(chǎn)，是機(jī)械工程領(lǐng)域技術(shù)上的革新，生產(chǎn)力方面的突破，為機(jī)械企業(yè)今后的發(fā)展提供了必要的技術(shù)支持。

一、何謂機(jī)電一體化

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，機(jī)電一體化系統(tǒng)也在不斷的探索與發(fā)展中，融入了許多先進(jìn)的技術(shù)，吸收了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，逐漸發(fā)展成為自身特點(diǎn)鮮明的科學(xué)性體系。如今，我國的機(jī)電一體化系統(tǒng)在不斷的發(fā)展過程中，在信息化與自動(dòng)化等方面均取得了重大的突破，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械工業(yè)的自動(dòng)化控制，并延續(xù)了自身的特點(diǎn)。為了確保機(jī)電一體化的快速發(fā)展，必須要明確機(jī)電一體化急需解決的問題：

1.機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體技術(shù)的核心在于減輕機(jī)械本體的質(zhì)量，從而達(dá)到改善機(jī)械本體性能，提高機(jī)械本體精度的目的。因此，機(jī)械系統(tǒng)性能的優(yōu)化與整體的提高都要建立在機(jī)械本體輕質(zhì)化的基礎(chǔ)上。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械本體輕質(zhì)化的目的，可以使用非金屬復(fù)合材料來代替鋼鐵材料作為機(jī)械本體的主體，從而減少機(jī)械本體的重量與能量的消耗率，提高機(jī)械本體的快速響應(yīng)能力與工作效率。

2.信息處理技術(shù)

機(jī)電一體化與微電子技術(shù)的不斷進(jìn)步、信息技術(shù)的不斷發(fā)展與普及有著十分密切的關(guān)系。為了促進(jìn)機(jī)電一體化的進(jìn)一步發(fā)展，必須提高信息處理設(shè)備的穩(wěn)定性與可靠性。

3.傳感技術(shù)

在解決傳感技術(shù)的問題方面，應(yīng)從傳感器的基本功能入手，提高傳感器的抗干擾能力，加強(qiáng)傳感技術(shù)方面的科學(xué)研究力度，以提高傳感器的性能，增強(qiáng)傳感器的精準(zhǔn)度與靈密度為目標(biāo)，使我國在傳感技術(shù)方面取得質(zhì)的突破。

4.軟件技術(shù)

作為機(jī)電一體化中的重要組成部分，軟件在機(jī)電一體化發(fā)展的過程中，起到了至關(guān)重要的作用。因此，在軟件方面，必須要使其與機(jī)械設(shè)備中的硬件設(shè)施保持一致。由于軟件開發(fā)所消耗的資金巨大，為了降低軟件研發(fā)的成本，應(yīng)當(dāng)在軟件研發(fā)的過程中，推薦軟件的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，以最小的代價(jià)獲取軟件技術(shù)方面的突破。

二、現(xiàn)代化技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用

1.自律分配化系統(tǒng)的運(yùn)用

機(jī)電一體化發(fā)展過程中，自律分配化系統(tǒng)是其未來發(fā)展中的必然趨勢(shì)。所謂自律分配化系統(tǒng)，就是機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，該系統(tǒng)在處理突發(fā)事件的過程中，可以兼具柔性以及自律性。也正式由于該系統(tǒng)強(qiáng)大的自律性，才能保證該系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，子系統(tǒng)始終保持獨(dú)立運(yùn)行，且相互之間不受任何影響。如此一來，一旦系統(tǒng)中的某一子系統(tǒng)出現(xiàn)了故障而無法急需運(yùn)行，其他子系統(tǒng)依舊可以照常工作，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓，避免了大型安全事故發(fā)生的可能。

2.全息技術(shù)的運(yùn)用

在未來的發(fā)展過程中，機(jī)電一體化追求對(duì)機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行全方位的掌控，從多個(gè)角度去呈現(xiàn)處機(jī)電一體化后系統(tǒng)的運(yùn)行情況，這種全方位的展示就叫做全息。全息系統(tǒng)化在機(jī)電一體化未來的發(fā)展過程中，作用會(huì)越來越明顯，而自動(dòng)化與智能化并存也是其未來發(fā)展的一大趨勢(shì)。

3.光學(xué)技術(shù)的運(yùn)用

所謂的光機(jī)電一體化，就是將光學(xué)技術(shù)與機(jī)械電子技術(shù)相結(jié)合，相較于傳統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)來說，光機(jī)電一體化技術(shù)充分利用光學(xué)技術(shù)中的優(yōu)勢(shì)，提高機(jī)械設(shè)備自身的性能，使機(jī)電一體化系統(tǒng)更為完善。從目前的使用情況來看，光學(xué)技術(shù)可以在傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)等方面給予光電一體化系統(tǒng)提供一定的技術(shù)支持。

4.仿生物系統(tǒng)的運(yùn)用

傳統(tǒng)的機(jī)電一體化系統(tǒng)在信息處理方面始終處于“靜態(tài)”處理的方式，在結(jié)構(gòu)上往往會(huì)存在不穩(wěn)定的情況。隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)需要處理的信息也越來越多，信息處理系統(tǒng)所需要承受的壓力便越來越大。仿生物系統(tǒng)化的應(yīng)用，使系統(tǒng)信息的處理方式從“靜態(tài)”變?yōu)榱恕皠?dòng)態(tài)”，減小了信息處理時(shí)所承受的負(fù)荷。

三、機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的應(yīng)用

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不僅提高了現(xiàn)代人的生活水平，還改變了現(xiàn)代人的審美觀念，由此一來，對(duì)工程施工的要求也不斷的提高，現(xiàn)代工程施工規(guī)模的擴(kuò)大化與難度的不斷升級(jí)，對(duì)工程機(jī)械設(shè)備的性能與質(zhì)量提出了更高的要求，如果可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行，不僅減少了機(jī)械工程施工中人力資源的消耗，還提高了施工的質(zhì)量與精準(zhǔn)度，使施工企業(yè)的施工質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益都得到了顯著的提高。由此看來，為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，現(xiàn)代工程機(jī)械必須要在施工質(zhì)量、精度、效率以及收益等幾個(gè)方面取得突破，確保設(shè)備性能的穩(wěn)定與可靠。為了分析機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的應(yīng)用，我們從以下幾個(gè)方面對(duì)其展開了分析：

1.監(jiān)督控制作用

在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，電子監(jiān)控系統(tǒng)是其重要的組成部分之一，電子監(jiān)控系統(tǒng)不僅要對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行全方位的監(jiān)督與控制，還要在電子監(jiān)控系統(tǒng)下加設(shè)報(bào)警裝置。一旦機(jī)械設(shè)備在工作的過程中發(fā)生故障或事故，電子監(jiān)控系統(tǒng)可以在第一時(shí)間警報(bào)提示，并迅速、準(zhǔn)確的判斷出故障發(fā)生的位置，并將相關(guān)信息送達(dá)故障維修的相關(guān)部門，使其快速制定故障的排除方案，盡可能以最快的速度解決系統(tǒng)中存在的故障及安全隱患。

2.提高機(jī)械工程的生產(chǎn)效率

機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中使用以后，有效的改善了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備能源消耗較高的問題，機(jī)電一體化系統(tǒng)中的電控系統(tǒng)，可以使機(jī)械設(shè)備對(duì)其所耗能源進(jìn)行充分利用。在使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，充分利用電子控制技術(shù)，對(duì)機(jī)械設(shè)備的能源供給量的大小進(jìn)行自由調(diào)節(jié)，在提高能源利用率的同時(shí)，減少了機(jī)械設(shè)備對(duì)能源的消耗。

3提高機(jī)械工程作業(yè)精度

在機(jī)電一體化系統(tǒng)的理念下，將電子控制系統(tǒng)引入工程機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，不僅可以提高工程機(jī)械設(shè)備的精準(zhǔn)度，還可以實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化工作。在傳統(tǒng)的工作中，工程機(jī)械設(shè)備的稱量工作通常都由人工完成，在精準(zhǔn)度方面，自然不如電子自動(dòng)化稱量準(zhǔn)確。因此，機(jī)電一體化系統(tǒng)在機(jī)械工程中的應(yīng)用，有效的提高的工程機(jī)械稱量的精準(zhǔn)度。例如：混凝土的制作過程中，傳統(tǒng)的人工稱量方式無法做到精確配比，使混凝土的質(zhì)量受到了一定的影響。采用電子稱量系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化電子稱量以后，混凝土配比的精準(zhǔn)度有了明顯的提高，成品混凝土的質(zhì)量也得到了有效的提升。

四、總結(jié)

綜上所述，機(jī)電一體化系統(tǒng)的出現(xiàn)，對(duì)于我國機(jī)械工程來說，是一次質(zhì)的飛躍，大大提高了我國機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量與效率，減少了機(jī)械工程工作中存在的誤差，提高了機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)水平。隨著機(jī)電一體化在工程機(jī)械方面的廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化已經(jīng)成為我國機(jī)械領(lǐng)域未來發(fā)展的主要趨勢(shì)，由此，機(jī)電一體化也會(huì)獲得更大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

[1] 田豐.機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].工程技術(shù):引文版.2016(04):00247-00247

第6篇：光學(xué)信息處理技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：光電子技術(shù)；理論教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

Study on the teaching method in the optoelectronic technology course of electronic information engineering major

Luo Binbin, Zhao Mingfu, She Li, Zhou Dengyi, Cao Yang, Quan Xiaoli

Chongqing university of technology, Chongqing, 400054, China

Abstract: The importance of the optoelectronic technology course in electronic information engineering major is elaborated in this paper, and then according to author’s teaching experience of many years, the content, method and means of theoretical and experimental teaching of optoelectronic technology course in electronic information engineering major are discussed in details.

Key words: optoelectronic technology; theoretical teaching; experimental teaching

電子信息工程專業(yè)是一個(gè)包含電子科學(xué)技術(shù)、信息與通信工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)設(shè)計(jì)、研究、應(yīng)用與開發(fā)，電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的工程專業(yè)。當(dāng)代信息技術(shù)的高速發(fā)展離不開電子信息科學(xué)技術(shù)，但是當(dāng)今很多高端的信息技術(shù)成果融合了微電子學(xué)、光電子學(xué)、計(jì)算機(jī)工程及通信工程等多門學(xué)科的交叉知識(shí)。而且，目前很多具有良好基礎(chǔ)的電子信息工程專業(yè)的學(xué)生在他們的碩士和博士階段，通常會(huì)選擇光電子技術(shù)的相關(guān)研究方向，而具備了良好電子學(xué)知識(shí)的學(xué)生更容易將電子學(xué)中的概念移植到光頻段中，如果在本科階段也修習(xí)了光電子技術(shù)這門基礎(chǔ)課程，那么在他們的深造階段將會(huì)更容易進(jìn)入光電子相關(guān)領(lǐng)域的課題研究。因此，電子信息工程專業(yè)的學(xué)生除了需要掌握本專業(yè)的課程知識(shí)以外，也應(yīng)該熟悉現(xiàn)代信息技術(shù)的其他相關(guān)知識(shí)，如光電子技術(shù)。然而根據(jù)筆者的調(diào)研，雖然目前很多重點(diǎn)大學(xué)及二本院校的電子信息工程專業(yè)都意識(shí)到光電子技術(shù)的重要性，但很少開設(shè)光電子技術(shù)這門課程。本文從光電子技術(shù)的研究內(nèi)容、應(yīng)用及發(fā)展等方面說明其在電子信息工程專業(yè)教育中的重要性，并研討電子信息工程專業(yè)中的光電子課程的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

1 光電子技術(shù)簡介

早在19世紀(jì)，人們就已經(jīng)用麥克斯韋(Maxwell)的經(jīng)典電磁理論對(duì)光的本質(zhì)進(jìn)行了研究，認(rèn)為光是波動(dòng)的電磁場，關(guān)于光的吸收和輻射，1917年愛因斯坦(Einstein)建立了系統(tǒng)的光電子學(xué)理論，使人們認(rèn)識(shí)了光的波粒二相性。但是直到20世紀(jì)60年代之前，光學(xué)和電子學(xué)仍然是兩門獨(dú)立的學(xué)科。1960年世界上第一臺(tái)激光器研制成功，這標(biāo)志著光學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新階段。隨后在對(duì)激光器和激光應(yīng)用的廣泛研究中，電子學(xué)發(fā)揮了重要的作用，光學(xué)和電子學(xué)的研究有了廣泛的交叉領(lǐng)域，形成了激光物理、非線性光學(xué)、波導(dǎo)光學(xué)等新學(xué)科。20世紀(jì)70年代以來, 由于半導(dǎo)體激光器和光纖技術(shù)的重要突破，推動(dòng)了以光纖傳感、光纖傳輸、光盤信息存儲(chǔ)與顯示、光計(jì)算以及光信息處理等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，從深度和廣度上促進(jìn)了光學(xué)和電子學(xué)及其他相應(yīng)學(xué)科(數(shù)學(xué)、物理、材料等)之間的相互滲透，形成了一個(gè)邊緣的研究領(lǐng)域。光電子學(xué)一經(jīng)出現(xiàn)就引起了人們的廣泛關(guān)注，反過來又進(jìn)一步促進(jìn)了光電子學(xué)及光電子技術(shù)的發(fā)展。光電子技術(shù)包括光的產(chǎn)生、傳輸、調(diào)制、放大、頻率轉(zhuǎn)換和檢測(cè)以及光信息存儲(chǔ)和處理等。

因此，可以這么說，現(xiàn)代信息技術(shù)的支撐學(xué)科是微電子學(xué)和光學(xué)，光電子學(xué)則是由電子學(xué)和光學(xué)交叉形成的新興學(xué)科，對(duì)信息技術(shù)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。光電子技術(shù)是光頻段的電子技術(shù)，是電子技術(shù)與光學(xué)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，光電子技術(shù)是光電信息產(chǎn)業(yè)的支柱與基礎(chǔ)，涉及光電子學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等前沿學(xué)科理論，是多學(xué)科相互滲透、相互交叉而形成的高新技術(shù)學(xué)科，其技術(shù)廣泛應(yīng)用于光電探測(cè)、光通信、光存儲(chǔ)、光顯示、光處理等高新技術(shù)光電信息產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，隨著生物醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)等新興學(xué)科的發(fā)展，其中的信息獲取手段對(duì)光電子技術(shù)的依賴程度越來越高，加快了這些學(xué)科之間的交叉融合，從而誕生了很多邊緣學(xué)科，比如生物光子學(xué)、光醫(yī)學(xué)等。

綜上所述，可見光電子技術(shù)在現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)中的重要地位，因此，光電子技術(shù)這門課程不僅是光學(xué)工程專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，也應(yīng)該作為電子信息工程專業(yè)的專業(yè)選修課程來開設(shè)。

2 光電子技術(shù)課程教學(xué)研究

2.1 光電子技術(shù)課程的理論教學(xué)

第7篇：光學(xué)信息處理技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電自動(dòng)化 機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng) 應(yīng)用與發(fā)展

機(jī)電自動(dòng)化是一門綜合的技術(shù)，也是現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，更是生產(chǎn)必須的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的相互滲透，也引發(fā)了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命。因?yàn)橛?jì)算機(jī)和電子技術(shù)的迅速發(fā)展以及向各個(gè)行業(yè)的滲透形成了現(xiàn)在的機(jī)電自動(dòng)化，這使得在工業(yè)控制、成本核算、生產(chǎn)方式和管理體系等方面都發(fā)生了巨大的變化，使得各個(gè)行業(yè)都邁入了自動(dòng)化的發(fā)展階段。

一、機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的概述

20世紀(jì)60年代以來，在傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)基礎(chǔ)上，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，特別是微電子技術(shù)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展而發(fā)展起來，以微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成智能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值系統(tǒng)工程技術(shù)。

二、機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的組成

機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)主要有機(jī)械系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感與檢測(cè)系統(tǒng)、信息處理及控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等五部分組成。

1.機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。

2.動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。

3.傳感與檢測(cè)系統(tǒng)。傳感器的作用是將機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品在運(yùn)行過程中所需要的自身和外界的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測(cè)定的量，同時(shí)利用檢測(cè)系統(tǒng)的功能對(duì)這些物理量進(jìn)行測(cè)定，為機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量儀器或儀表來實(shí)現(xiàn)，對(duì)其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測(cè)精度高、抗干擾等。

4.信息處理及控制系統(tǒng)。根據(jù)機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品的功能和性能要求，信息處理及控制系統(tǒng)接收傳感與檢測(cè)系統(tǒng)反饋的信息，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理、運(yùn)算和決策，以對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)行施以按照要求的控制，實(shí)現(xiàn)控制功能。機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品中，信息處理及控制系統(tǒng)主要是由的軟件和硬件以及相應(yīng)的接口所組成。

5.執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般是運(yùn)動(dòng)部件，常采用機(jī)械、電液、氣動(dòng)等機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)因機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品的種類和作業(yè)對(duì)象不同而有較大的差異。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者，其性能好壞決定著整個(gè)產(chǎn)品的性能，因而是機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品中最重要的組成部分。機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品的五個(gè)組成部分在工作時(shí)相互協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的目的功能。在結(jié)構(gòu)上，各組成部分通過各種接口及其相應(yīng)的軟件有機(jī)地結(jié)合在一起，構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。

三、機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及到生產(chǎn)過程的所有領(lǐng)域，因此，機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品的種類很多，而且在不斷增加。按照機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品的功能，可以將其分為下述幾類。

1.數(shù)控類，主要產(chǎn)品包括數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以及全自動(dòng)洗衣機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝置。

2.設(shè)備類，主要產(chǎn)品包括電火花加工機(jī)床、線切割機(jī)、超聲波加工機(jī)以及激光測(cè)量儀等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置。

3.機(jī)電結(jié)合類，主要產(chǎn)品包括自動(dòng)探傷機(jī)、形狀自動(dòng)識(shí)別裝置、CT掃描診斷機(jī)以及自動(dòng)售貨機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置和機(jī)械裝置的有機(jī)結(jié)合。

4.電液伺服類，主要產(chǎn)品為機(jī)電液一體化的伺服裝置， 如電子伺服萬能試驗(yàn)機(jī)。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置，控制機(jī)構(gòu)是接受電信號(hào)的液壓伺服閥。

5.信息控制類，主要產(chǎn)品包括傳真機(jī)、磁盤存儲(chǔ)器、磁帶錄像機(jī)、錄音機(jī)、復(fù)印機(jī)等。這類產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由所接收的信息類信號(hào)來控制。除此之外，機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品還可根據(jù)機(jī)電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機(jī)電融合型三類。

機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品的功能是通過其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來看，機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。

四、機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電自動(dòng)化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。縱觀國內(nèi)外機(jī)電自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電自動(dòng)化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：

1.模塊化，機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品和技術(shù)可分為機(jī)械、電子和軟件三大部分。模塊化技術(shù)是這三者的共同技術(shù)。模塊化技術(shù)可以減少產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)成本，提高不同產(chǎn)品間的零部件通用化程度，提高產(chǎn)品的可擴(kuò)展性等。融合機(jī)械、電子和軟件三大部分的機(jī)電自動(dòng)化模塊代表了未來產(chǎn)品的發(fā)展方向，具有高度自主性、良好的協(xié)調(diào)性和自組織性的特點(diǎn)?？傊?，模塊化設(shè)計(jì)與制造是機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的基本方法和發(fā)展趨勢(shì)。

2.數(shù)字化，控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，數(shù)字化的機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。

3.光機(jī)電自動(dòng)化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)，因?yàn)闄C(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)是由機(jī)械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件構(gòu)成的，因此，在機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)中引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，充分利用光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)，有效地改進(jìn)機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

4.網(wǎng)絡(luò)化，20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)電自動(dòng)化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。因此，機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

5.微型化，機(jī)電自動(dòng)化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。微電子機(jī)械系統(tǒng)向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

6.綠色化，機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。

7.系統(tǒng)化，其表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意裁剪和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強(qiáng)，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機(jī)電自動(dòng)化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。一是如何賦予機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層含義是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電自動(dòng)化產(chǎn)品。

第8篇：光學(xué)信息處理技術(shù)范文

20世紀(jì)70年代以來,由于半導(dǎo)體激光器和光纖技術(shù)的重要突破，推動(dòng)了以光纖傳感、光纖傳輸、光盤信息存儲(chǔ)與顯示、光計(jì)算以及光信息處理等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，從深度和廣度上促進(jìn)了光學(xué)和電子學(xué)及其他相應(yīng)學(xué)科(數(shù)學(xué)、物理、材料等)之間的相互滲透，形成了一個(gè)邊緣的研究領(lǐng)域。光電子學(xué)一經(jīng)出現(xiàn)就引起了人們的廣泛關(guān)注，反過來又進(jìn)一步促進(jìn)了光電子學(xué)及光電子技術(shù)的發(fā)展。光電子技術(shù)包括光的產(chǎn)生、傳輸、調(diào)制、放大、頻率轉(zhuǎn)換和檢測(cè)以及光信息存儲(chǔ)和處理等。因此，可以這么說，現(xiàn)代信息技術(shù)的支撐學(xué)科是微電子學(xué)和光學(xué)，光電子學(xué)則是由電子學(xué)和光學(xué)交叉形成的新興學(xué)科，對(duì)信息技術(shù)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。光電子技術(shù)是光頻段的電子技術(shù)，是電子技術(shù)與光學(xué)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，光電子技術(shù)是光電信息產(chǎn)業(yè)的支柱與基礎(chǔ)，涉及光電子學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等前沿學(xué)科理論，是多學(xué)科相互滲透、相互交叉而形成的高新技術(shù)學(xué)科，其技術(shù)廣泛應(yīng)用于光電探測(cè)、光通信、光存儲(chǔ)、光顯示、光處理等高新技術(shù)光電信息產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，隨著生物醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)等新興學(xué)科的發(fā)展，其中的信息獲取手段對(duì)光電子技術(shù)的依賴程度越來越高，加快了這些學(xué)科之間的交叉融合，從而誕生了很多邊緣學(xué)科，比如生物光子學(xué)、光醫(yī)學(xué)等。綜上所述，可見光電子技術(shù)在現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)中的重要地位，因此，光電子技術(shù)這門課程不僅是光學(xué)工程專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，也應(yīng)該作為電子信息工程專業(yè)的專業(yè)選修課程來開設(shè)。

電子信息工程專業(yè)的光電子技術(shù)課程的基礎(chǔ)理論知識(shí)包括：光度學(xué)基本知識(shí)、光輻射傳播、光束調(diào)制與解調(diào)、光輻射探測(cè)技術(shù)等。其中，光度學(xué)基本知識(shí)是最基礎(chǔ)的內(nèi)容，包括：電磁波波譜、輻射度學(xué)、光度學(xué)、熱輻射基本定律、激光原理、典型激光器等。光輻射傳播包括：光輻射的電磁理論、光波在大氣中的傳播規(guī)律與特性、光波在電光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在聲光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在磁光晶體中的傳播規(guī)律與特性、光波在光纖波導(dǎo)中的傳播規(guī)律與特性、光波在水中的傳播特性、光波在非線性介質(zhì)中的傳播等。光度學(xué)基本知識(shí)和光輻射傳播這兩個(gè)基礎(chǔ)內(nèi)容可以說是光電子技術(shù)課程基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，而對(duì)于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說，這些知識(shí)點(diǎn)比較抽象，為了便于該專業(yè)學(xué)生對(duì)光電知識(shí)的接受和激發(fā)他們的興趣，因此，在課堂上有必要多花時(shí)間重點(diǎn)講解這部分的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)在制作PPT教案時(shí)盡可能使用圖片或動(dòng)畫描述一些原理性的知識(shí)。

比如：在講解激光是如何產(chǎn)生的時(shí)候，可制作動(dòng)畫描述自發(fā)輻射、受激吸收、受激輻射的原理；在講解激光器的結(jié)構(gòu)和工作原理時(shí)，可制作多色圖片對(duì)激光在各種光學(xué)諧振腔中的受激放大過程進(jìn)行描述；在介紹各種典型的激光器時(shí)，最好收集到它們的實(shí)物照片進(jìn)行講解；在講解光波在各種光學(xué)晶體中的傳播特性與規(guī)律時(shí)，最好能制作三維立體的圖片描述光學(xué)晶體的各向異性的特性，相應(yīng)的公式表達(dá)盡量簡潔化，然后結(jié)合動(dòng)畫描述光波在其中傳播時(shí)所發(fā)生的變化。光束的調(diào)制、掃描和解調(diào)技術(shù)的理論教學(xué)內(nèi)容包括：光束調(diào)制的基本原理、電光調(diào)制技術(shù)、聲光調(diào)制技術(shù)、磁光調(diào)制技術(shù)、直接調(diào)制技術(shù)、光束機(jī)械掃描技術(shù)、光束電光掃描技術(shù)、光束聲光掃描技術(shù)、空間光調(diào)制器等。這些知識(shí)點(diǎn)的理論基礎(chǔ)都是“光輻射在光學(xué)晶體中的傳播規(guī)律和特性”。其中光束調(diào)制的基本原理移植了微電子學(xué)中微波調(diào)制中的很多概念，電子信息工程專業(yè)的學(xué)生易于理解，但是光束調(diào)制和掃描的實(shí)現(xiàn)技術(shù)中，除了需要使用各種光學(xué)晶體以外，還需要使用半波片、全波片、起偏器、檢偏器共同組成一個(gè)系統(tǒng)完成光束的調(diào)制和掃描。這些光學(xué)器件對(duì)于沒有光學(xué)工程基礎(chǔ)的電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說比較陌生，因此，在講解過程中應(yīng)該通過動(dòng)畫或圖片等手段形象地描繪線偏振光、橢圓偏振光、圓偏振光等基本光學(xué)概念，并借用相關(guān)的光學(xué)參考資料對(duì)這些光學(xué)器件的功能和原理進(jìn)行簡單介紹。

只有這樣，才有利于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生深刻理解光束的調(diào)制、掃描、解調(diào)等技術(shù)。光輻射探測(cè)技術(shù)的理論教學(xué)內(nèi)容主要包括：光電探測(cè)的物理效應(yīng)、光電探測(cè)器的性能參數(shù)、光電探測(cè)器的噪聲、光電導(dǎo)探測(cè)器—光敏電阻、PN結(jié)光伏探測(cè)器的工作模式、硅光探測(cè)器、光電二極管、光熱探測(cè)器、直接光電探測(cè)系統(tǒng)、光頻外差探測(cè)的基本原理等。由于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生已經(jīng)具備了較好的半導(dǎo)體器件理論基礎(chǔ)知識(shí)，而光電子器件本身也屬于半導(dǎo)體器件，因此學(xué)生只要掌握了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理，就很容易理解各種光電子器件的工作原理、性能特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域。該部分所介紹的各種光電半導(dǎo)體器件很可能會(huì)在學(xué)生將來從事信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)的相關(guān)工作中用到，也可能會(huì)在將來某些學(xué)生跨到光電信息或光學(xué)工程相關(guān)專業(yè)進(jìn)一步深造時(shí)從事相關(guān)科研課題研究時(shí)用到，比如：PN結(jié)光伏探測(cè)器、光敏電阻、光電二極管、光電三極管等，都會(huì)經(jīng)常用到。因此，建議在理論教學(xué)過程中，除了結(jié)合圖片等多媒體教學(xué)手段介紹相關(guān)光電子器件的工作原理外，最好能夠給學(xué)生展示光電子器件的實(shí)物，以便給學(xué)生一些感官認(rèn)識(shí)。電子信息工程專業(yè)光電子技術(shù)課程的系統(tǒng)方面的知識(shí)點(diǎn)包括：光電成像系統(tǒng)、光電顯示系統(tǒng)等。

其中，光電成像系統(tǒng)的基本器件是電荷耦合攝像器件(CCD)，CMOS攝像器件和電荷注入器件(CID)。目前，CCD攝像器件的應(yīng)用最為成熟和廣泛，主要包括線陣CCD和面陣CCD等，其原理基礎(chǔ)仍然是光電半導(dǎo)體器件和兩相或三相電極電路的結(jié)合。因此，教學(xué)中應(yīng)結(jié)合脈沖數(shù)字電路知識(shí)重點(diǎn)講解CCD的原理和特點(diǎn)。光電成像系統(tǒng)的內(nèi)容包括：系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)、基本參數(shù)、紅外成像系統(tǒng)、紅外成像中的信號(hào)處理及綜合特性等。其中紅外成像系統(tǒng)涉及很多應(yīng)用光學(xué)方面的知識(shí)，這對(duì)沒有應(yīng)用光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說比較陌生，而且屬于光學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的研究方向之一，因此，這部分內(nèi)容簡單介紹即可。而紅外成像中的信號(hào)處理都涉及電子電路方面的知識(shí)，屬于電子信息工程專業(yè)的范疇，這部分內(nèi)容可以重點(diǎn)講解。光電顯示系統(tǒng)包括陰極射線管原理、液晶顯示原理、等離子體顯示原理、電致發(fā)光顯示原理及多色激光顯示原理等，其中前三類顯示技術(shù)的應(yīng)用已很廣泛和成熟，可以重點(diǎn)講解，而后兩類顯示技術(shù)比較前沿，可以簡單介紹，以便讓電子信息工程專業(yè)的學(xué)生了解當(dāng)今光電顯示技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。電子信息工程專業(yè)光電子技術(shù)課程應(yīng)用方面的內(nèi)容包括：光纖通信、激光雷達(dá)、激光制導(dǎo)、紅外遙感、紅外跟蹤制導(dǎo)、光纖傳感技術(shù)等。這些應(yīng)用技術(shù)可以分別舉一個(gè)相應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行介紹，讓學(xué)生體會(huì)到光電子技術(shù)的重要性和廣泛性，激發(fā)他們對(duì)這門技術(shù)的興趣。#p#分頁標(biāo)題#e#

對(duì)于電子信息工程本科專業(yè)而言，畢竟培養(yǎng)的學(xué)生不屬于光學(xué)工程或光電子技術(shù)領(lǐng)域的人才，而且電子信息工程專業(yè)已有很多屬于本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程及課程設(shè)計(jì)，筆者認(rèn)為光電子技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)根據(jù)該專業(yè)學(xué)生的理論基礎(chǔ)和將來他們最可能需要的工程能力而設(shè)置。在該課程中，各種光電子器件和原理、功能及應(yīng)用最易于電子信息工程專業(yè)的學(xué)生理解，而且也是電子信息工程師應(yīng)該具備的基本知識(shí)，因此，筆者建議開設(shè)一些光電子器件的相關(guān)實(shí)驗(yàn)課。由于光電子技術(shù)課程的總學(xué)時(shí)設(shè)置為48學(xué)時(shí)，所以建議理論教學(xué)為40學(xué)時(shí)，8學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)(共4個(gè)實(shí)驗(yàn))。

第9篇：光學(xué)信息處理技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】光電科技 通信 能源 光電跟蹤測(cè)量 系統(tǒng)

由光的作用產(chǎn)生的電叫光電，是以光電子學(xué)為基礎(chǔ)，綜合利用光學(xué)、精密機(jī)械、電子學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)解決各種工程應(yīng)用課題的技術(shù)學(xué)科。其信息載體正在由電磁波段擴(kuò)展到光波段，從而使光電科學(xué)與光機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用擴(kuò)展至光信息獲取、傳輸、處理、記錄、存儲(chǔ)、顯示和傳感等的光電信息產(chǎn)業(yè)方向。

目前，關(guān)于光電領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用主要集中在精密檢測(cè)與光學(xué)成像方面。以光子計(jì)算機(jī)為理想代表的光波應(yīng)用是光電最吸引人的地方，但是要達(dá)到這一目標(biāo)，還需時(shí)日。

一、光電涉及的范圍

光電行業(yè)在近展的涉及面也逐漸擴(kuò)大，其中，在光通訊、激光、光電顯示、光學(xué)、太陽能光伏、電子工程、物流網(wǎng)等領(lǐng)域發(fā)展的比較明顯，并逐漸向更廣的空間滲透。

二、光電效應(yīng)

光照射到某些物質(zhì)上，引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化，這類光致電變的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱為光電效應(yīng)。一般來說，金屬表面在光輻照作用下發(fā)射電子的效應(yīng)，發(fā)射出來的電子叫做光電子。光波長小于某一臨界值時(shí)方能發(fā)射電子，即極限波長，對(duì)應(yīng)的光的頻率叫做極限頻率。臨界值取決于金屬材料，而發(fā)射電子的能量取決于光的波長，與光強(qiáng)度無關(guān)。事實(shí)是，只要光的頻率高于金屬的極限頻率，光的亮度無論強(qiáng)弱，光子的產(chǎn)生都幾乎都是瞬時(shí)的，不超過十的負(fù)九次方秒。因此，光是由與波長有關(guān)的嚴(yán)格規(guī)定的能量單位（即光子或光量子）所組成。光電效應(yīng)由德國物理學(xué)家赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)，對(duì)發(fā)展量子理論起了根本性作用，在光的照射下，使物體中的電子脫出的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)（Photoelectric effect）。

光電效應(yīng)分為光電子發(fā)射、光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏打效應(yīng)。前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面，又稱外光電效應(yīng)。后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部，稱為內(nèi)光電效應(yīng)。

光電效應(yīng)里，電子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直于金屬表面射出，與光照方向無關(guān)，光是電磁波，但是光是高頻震蕩的正交電磁場，振幅很小，不會(huì)對(duì)電子射出方向產(chǎn)生影響。

三、光電跟蹤測(cè)量

光電科技是結(jié)合光學(xué)、電子與電機(jī)的尖端科技，近十年來技術(shù)突破發(fā)展迅速，隨著產(chǎn)品不斷的推陳出新，其應(yīng)用層面擴(kuò)展至通訊、信息、生化、醫(yī)療、能源、民生等工業(yè)，光電產(chǎn)業(yè)已成為眾所矚目的明星產(chǎn)業(yè)，未來隨著光電在通訊、網(wǎng)絡(luò)、多媒體等扮演核心技術(shù)角色，可以預(yù)見21世紀(jì)將是光電的世紀(jì)。

光電測(cè)量系統(tǒng)是采用光學(xué)原理采集飛行目標(biāo)信息，經(jīng)處理得到所需的彈道參數(shù)與目標(biāo)特性參數(shù)，并獲取飛行實(shí)況圖像資料的專用測(cè)量系統(tǒng)，是導(dǎo)彈測(cè)控系統(tǒng)的重要組成部分。

光電跟蹤測(cè)量系統(tǒng)主要包括兩大部分：跟蹤系統(tǒng)和光電測(cè)量系統(tǒng)。但是由于對(duì)系統(tǒng)的作用和功能要求不同，不同種類的光電跟蹤測(cè)量系統(tǒng)，其組成不同，即使是同一種類的光電跟蹤測(cè)量系統(tǒng)，由于用途不同，要完成的測(cè)量任務(wù)的差別，其組成也會(huì)有所差異。

四、光電跟蹤系統(tǒng)的發(fā)展

光電跟蹤測(cè)量系統(tǒng)，在導(dǎo)彈和航天器的試驗(yàn)中，已成為有多種功能和高精度的跟蹤測(cè)量手段，國外的導(dǎo)彈航天靶場很重視靶場光電跟蹤測(cè)量系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展，其設(shè)備的型號(hào)品種多、數(shù)量多、測(cè)量精度高、更新?lián)Q代快，使用的光波波段有紫外、可見光、紅外；測(cè)量平臺(tái)除了陸基光電跟蹤測(cè)量設(shè)備外，還有艦載的、機(jī)載的、星載的；作用距離有近程幾百米、幾千米的，遠(yuǎn)程幾百千米到上千千米，還有幾萬千米光電深空監(jiān)視系統(tǒng)等。

據(jù)20世紀(jì)70年代初統(tǒng)計(jì)，美國太平洋導(dǎo)彈靶場的光電跟蹤測(cè)量設(shè)備有近100臺(tái)（其中電影經(jīng)緯儀23臺(tái)、電影望遠(yuǎn)鏡3臺(tái)、機(jī)動(dòng)光學(xué)跟蹤架11臺(tái)、高速攝影機(jī)及其他類型光電跟蹤測(cè)量設(shè)備60多臺(tái)）。大西洋導(dǎo)彈靶場的光電跟蹤測(cè)量設(shè)備也不少，僅次于太平洋導(dǎo)彈靶場。白沙導(dǎo)彈靶場是世界上光電跟蹤測(cè)量設(shè)備配置最好的靶場之一，光電跟蹤站達(dá)110多個(gè)。

在跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)能力方面，國外靶場光電跟蹤測(cè)量系統(tǒng)的提法上與國內(nèi)有所不同，一般只有跟蹤角逮度、角加速度和跟蹤精度；而不區(qū)分工作角速度、工作角加速度與最大角速度、最大角加速度。

我國早期的靶場光測(cè)儀器是KT-50電影經(jīng)緯儀（蘇聯(lián)造），以及20世紀(jì)50年代末我國自行研制生產(chǎn)的第一臺(tái)光電經(jīng)緯儀，電影經(jīng)緯儀，目前它們?cè)诎袌龉鉁y(cè)儀器中已被淘汰。最近幾年來，根據(jù)導(dǎo)彈航天飛行試驗(yàn)的需求，我國研制了多種系列的光電跟蹤測(cè)量設(shè)備，并對(duì)早期研制的光電跟蹤測(cè)量設(shè)備進(jìn)行了更新改造和完善提高，可基本滿足飛行試驗(yàn)任務(wù)的需要。我國自行研制的靶場光電跟蹤測(cè)量設(shè)備，其總體性能和主要技術(shù)指標(biāo)與國外同類產(chǎn)品相當(dāng)，并具有一定的特色。但在精密跟蹤、自適應(yīng)技術(shù)應(yīng)用、激光雷達(dá)、遠(yuǎn)距離目標(biāo)探測(cè)、目標(biāo)物理特性測(cè)量技術(shù)及其自動(dòng)化程度等方面還有一定的差距。今后需要加強(qiáng)這方面的預(yù)先研究和試驗(yàn)，加速新技術(shù)和新測(cè)量體制在光電跟蹤測(cè)量設(shè)備中的應(yīng)用，研制更好、更先進(jìn)的靶場光電跟蹤測(cè)量設(shè)備。

綜上所述，今后光電跟蹤測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)向自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化、高測(cè)量精度、高可靠性、遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)測(cè)量方向發(fā)展。

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