光電検出技術の詳細パート2

光電試験技術の紹介
光電検出技術は、光電情報技術の主要技術の一つであり、主に光電変換技術、光情報取得・測定技術、測定情報の光電処理技術などが含まれます。例えば、光電方式では、様々な物理測定、低照度測定、赤外線測定、光スキャン、光追跡測定、レーザー測定、光ファイバー測定、画像測定などが可能です。

光電検出技術は、光学技術と電子技術を組み合わせて様々な量を測定する技術であり、以下のような特徴を持つ。
1. 高精度。光電測定の精度は、あらゆる測定技術の中で最も高い。例えば、レーザー干渉法による長さ測定の精度は0.05μm/mに達する。回折格子モアレ縞法による角度測定も可能である。レーザー測距法による地球と月の間の距離測定の分解能は1mに達する。
2. 高速性。光電測定は光を媒体として用いますが、光はあらゆる物質の中で最も伝搬速度が速く、光学的手段によって情報を取得・伝送する上で間違いなく最速です。
3. 長距離、広範囲。光は、武器誘導、光電追跡、テレビテレメトリーなど、遠隔制御やテレメトリーに最も便利な媒体です。
4. 非接触測定。測定対象物に当たる光は測定力とはみなせないため、摩擦がなく、動的な測定が可能であり、さまざまな測定方法の中で最も効率的です。
5. 長寿命。理論上、光波は摩耗することがなく、再現性が良好であれば永久に使用できる。
6. 強力な情報処理および計算能力により、複雑な情報を並列処理できます。光電方式は、制御や情報保存が容易で、自動化が容易で、コンピュータとの接続が容易で、単独での実現も容易です。
光電式検査技術は、現代科学、国家の近代化、そして人々の生活において不可欠な新技術であり、機械、光、電気、コンピュータを組み合わせた新技術であり、最も将来性のある情報技術の一つである。
第三に、光電検出システムの構成と特性
検査対象物の複雑さと多様性のため、検出システムの構造は一律ではありません。一般的な電子検出システムは、センサー、信号調整器、出力リンクの3つの部分で構成されています。
このセンサーは、測定対象物と検出システムとのインターフェースにおける信号変換器です。測定対象物から測定情報を直接抽出し、その変化を感知して、測定しやすい電気パラメータに変換します。
センサーによって検出される信号は一般的に電気信号です。そのままでは出力要件を満たすことができないため、さらなる変換、処理、分析が必要です。つまり、信号調整回路を通して標準的な電気信号に変換し、出力リンクに出力する必要があります。
検出システムの出力の目的と形式に応じて、出力リンクは主に表示・記録装置、データ通信インターフェース、および制御装置で構成される。
センサの信号調整回路は、センサの種類と出力信号の要件によって決まります。センサによって出力信号は異なります。エネルギー制御センサの出力は電気的パラメータの変化であり、ブリッジ回路によって電圧変化に変換する必要があります。ブリッジ回路の電圧信号出力は小さく、コモンモード電圧が大きいため、計器用増幅器で増幅する必要があります。エネルギー変換センサから出力される電圧信号と電流信号には、一般的に大きなノイズ信号が含まれています。有用な信号を抽出し、不要なノイズ信号を除去するためにフィルタ回路が必要です。さらに、一般的なエネルギーセンサから出力される電圧信号の振幅は非常に小さいため、計器用増幅器で増幅する必要があります。
電子システムの搬送波と比較して、光電システムの搬送波の周波数は数桁増加します。この周波数の桁違いの変化により、光電システムは実現方法において質的な変化と機能において質的な飛躍を遂げます。主に搬送波容量、角度分解能、距離分解能、スペクトル分解能が大幅に向上するため、チャネル、レーダー、通信、精密誘導、航法、計測などの分野で広く使用されています。これらの場面で適用される光電システムの具体的な形態は異なりますが、送信機、光チャネル、光受信機のリンクを備えているという共通の特徴があります。
光電システムは通常、アクティブとパッシブの2つのカテゴリに分けられます。アクティブ光電システムでは、光送信機は主に光源（レーザーなど）と変調器で構成されます。パッシブ光電システムでは、光送信機はテスト対象物から熱放射を放出します。光チャネルと光受信機はどちらの場合も同じです。いわゆる光チャネルは主に大気、宇宙、水中、光ファイバーを指します。光受信機は、入射光信号を収集し、それを処理して光キャリアの情報を復元するために使用され、3つの基本モジュールが含まれます。
光電変換は通常、平面鏡、光学スリット、レンズ、円錐プリズム、偏光子、波長板、符号板、回折格子、変調器、光学イメージングシステム、光干渉システムなど、さまざまな光学部品や光学システムを用いて、測定された光を光学パラメータ（振幅、周波数、位相、偏光状態、伝搬方向の変化など）に変換することによって実現されます。光電変換は、光電検出器、光電カメラ、光電熱デバイスなど、さまざまな光電変換デバイスによって行われます。