光電傳感器技術的新發(fā)展及應用

張志浩

摘要：近年來光電傳感器技術得到了較大的發(fā)展，本文首先介紹了光電傳感器的新應用，并且闡述了光電傳感器技術在光電子材料、關鍵設備方面，在通信用光電子材料、器件與集成技術方面，在面向信息獲取、處理和利用的光電子材料方面所要取得的進步。

關鍵詞：光電傳感器;新應用：新發(fā)展

1 引言

光電傳感器又稱光傳感器，是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一種傳感器，敏感波長在可見光（O.38～O.76um）附近，包括紅外線（0.76～1000 um）和紫外線波長（0.005～0.4 um）。常見的光電傳感器有光電管、光敏電阻、光敏晶體管、光電耦合器、顏色傳感器、紅外光傳感器、紫外線傳感器、光纖傳感器和CCD圖像傳感器。

2光電傳感器技術的新發(fā)展

隨著測控系統(tǒng)自動化、智能化的發(fā)展，要求傳感器準確度高、可靠性高、穩(wěn)定性好.而且具備一定的數(shù)據(jù)處理能力，并能夠自檢、自校、自補償。傳統(tǒng)的光電傳感器己不能滿足這樣的要求了。目前各國科學家正在按下列技術途徑開發(fā)研究。

（1）新材料的開發(fā)應用

新材料的開發(fā)應用主要有以下幾個方面：a）光電子基礎材料、生長源和關鍵設備目標：突破新型生長源關鍵制備技術，掌握相關的檢測技術：突破半導體光電子器件的基礎材料制備技術，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。研究內(nèi)容及主要指標：高純四氯化硅（4N）的純化技術和規(guī)?；a(chǎn)技術;高純（6N）三甲基銦規(guī)?；a(chǎn)技術;可協(xié)變（Compliant）襯底關鍵技術：襯底材料制各與加工技術：用于平板顯示的光電子基礎材料與關鍵設備技術。b）人工晶體和全固態(tài)激光器技術目標：研究探索新型人工晶體材料與應用技術，突破人工晶體的產(chǎn)業(yè)化關鍵技術，研制大功率全固態(tài)激光器，解決產(chǎn)業(yè)化關鍵技術問題。研究內(nèi)容及主要指標：新型深紫外非線性光學晶體材料和全固態(tài)激光器;面向光子/聲子應用的人工微結(jié)構晶體材料與器件;研究開發(fā)瓦級紅、藍全固態(tài)激光器產(chǎn)業(yè)化技術，高損傷閾值光學鍍膜關鍵技術（B類），基于全固態(tài)激光器的全色顯示技術;研究開發(fā)大功率半導體激光器陣列光纖耦合模塊產(chǎn)業(yè)化技術;Yb系列激光晶體技術。c）新型半導體材料與光電子器件技術目標：重點研究自組裝半導體量子點、ZnO晶體和低維量子結(jié)構、窄禁帶氮化物等新型半導體材料及光電子器件技術。研究內(nèi)容及主要指標：研究ZnO晶體、低維量子結(jié)構材料技術，研制短波長光電子器件;白組裝量子點激光器技術：Ⅲ一V族窄禁帶氮化物材料及器件技術;光泵浦外腔式面發(fā)射半導體激光器d）光電子材料與器件產(chǎn)業(yè)化質(zhì)量控制技術目標：發(fā)展人工晶體與全固態(tài)激光器、GaN基材料及器件表征評價技術，解決產(chǎn)業(yè)化質(zhì)量控制關鍵技術。研究內(nèi)容：重點研究人工晶體與全固態(tài)激光器、GaN基材料及器件質(zhì)量監(jiān)測新方法與新技術，相關產(chǎn)品測試條件與數(shù)據(jù)標準化研究。

（2）利用新的加工技術

a）超高亮度全色顯示材料與器件應用技術目標：研究開發(fā)場致電子發(fā)射平板顯示器（FED）材料和器件結(jié)構，以及超高亮度冷陰極發(fā)光管制作和應用的關鍵技術。說明：等離子體平板顯示器和高亮度、長壽命有機發(fā)光器件（OLED）和FED的產(chǎn)業(yè)化關鍵技術將于“平板顯示專項”中考慮。研究內(nèi)容：①超高亮度冷陰極發(fā)光管制作和應用的關鍵技術;③研制FED用的、能夠在低電壓下工作的新型冷陰極電子源結(jié)構、新型冷陰極電子發(fā)射材料。b）超高密度光存儲材料與器件技術目標：發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的超高密度、大容量、高速度光存儲材料和技術，達到國際先進水平，為發(fā)展超高密度光存儲產(chǎn)業(yè)打下基礎。研究內(nèi)容：①DVD光頭用光源和非球面透鏡等產(chǎn)業(yè)化關鍵技術：②新型近場光存儲材料和器件。C）光傳感材料與器件技術目標：以特殊環(huán)境應用為目的，實現(xiàn)傳感元器件的產(chǎn)業(yè)化技術開發(fā)，研究開發(fā)新型光電傳感器。研究內(nèi)容：①光纖光柵溫度、壓力、振動傳感器的產(chǎn)業(yè)化技術;②銻化物半導體材料及室溫無制冷紅外焦平面探測器技術;③大氣監(jiān)測用高靈敏紅外探測器及其列陣;④基于新概念、新原理的光電探測技術;d）新型有機光電子材料及器件目標：研究開發(fā)新型有機半導體材料及其在光顯示等領域的應用。研究內(nèi)容：①有機非線性光學材料及其在全光光開關中的應用;②有機半導體薄膜晶體管材料與器件技術。

（3）利用新的測量原理和方法

諧振式傳感器輸出的數(shù)字量，可以直接和微機及接口總線連接，不用A/D轉(zhuǎn)換器。另外，光纖傳感器、化學傳感器、生物傳感器等新型傳感器，為智能傳感器提供了新的信息來源。

（4）光電傳感器的智能化發(fā)展

智能光電傳感器是當今國際科技界研究的熱點、尚無統(tǒng)一的、確切的定義。目前國內(nèi)外學者普遍認為，智能光電傳感器是由傳統(tǒng)的光電傳感器和微處理器（或微計算機）相結(jié)合而構成的，它充分利用計算機的計算和存儲能力，對傳感器的數(shù)據(jù)進行處理，并能對它的內(nèi)部行為進行調(diào)節(jié)，使采集的數(shù)據(jù)最佳。隨著科學技術的發(fā)展，智能傳感器的功能將逐步增強，它將利用人工神經(jīng)網(wǎng)、人工智能、信息處理技術（如傳感器信息融合技術、模糊理論等），使傳感器具有更高級的智能.具有分析、判斷、自適應、自學習的功能、可以完成圖像識別、特征檢測、多維檢測等復雜任務。

3結(jié)論

總之，近年來光電傳感器技術得到了較大的發(fā)展，同時也有利地推動著各個技術領域的發(fā)展與進步。有理由相信：當光電傳感器技術產(chǎn)生較快的發(fā)展時，必將為信息技術領域及其他技術領域的新發(fā)展、新進步帶來新的動力與活力。

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