光電檢測技術在監(jiān)測中的應用及發(fā)展趨勢

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精益求精，善益求善。光電檢測技術在監(jiān)測中的應用及發(fā)展趨勢_x0001__x0001_PAGEPAGE13_x0001_PAGE光電檢測技術論文——光電檢測技術在監(jiān)測中的應用及發(fā)展趨勢學生姓名：班級：學號：指導老師：時間：目錄TOC\o"1-3"\h\u目錄 1摘要： 1隨著光電檢測技術的發(fā)展，幾乎在各個領域得到研究與應用。簡述了光電檢測技術的發(fā)展現狀以及在某個領域的應用。首先介紹了光電檢測技術的概述，光電檢測技術原理，光電檢測技術的特點，光電檢測技術的發(fā)展現狀以及光電檢測技術的發(fā)展趨勢；然后分別簡述了光電檢測技術在工業(yè)、軍事、能源監(jiān)測方面的應用；最后介紹了光電檢測技術的前景。 1Abstract 2一、前言 2二、光電檢測技術 22.1光電檢測技術的概述 22.2光電檢測技術原理 32.3光電檢測技術的特點 32.4光電檢測技術的發(fā)展現狀 42.5光電檢測技術的發(fā)展趨勢 4三、光電檢測技術在監(jiān)測中的應用 53.1光電檢測技術在工業(yè)監(jiān)測中的應用 53.2光電檢測技術在軍事監(jiān)測中的應用 73.3光電檢測在能源發(fā)面的應用 9四、發(fā)展前景 10五、總結 11六、參考文獻 11摘要：隨著光電檢測技術的發(fā)展，幾乎在各個領域得到研究與應用。簡述了光電檢測技術的發(fā)展現狀以及在某個領域的應用。首先介紹了光電檢測技術的概述，光電檢測技術原理，光電檢測技術的特點，光電檢測技術的發(fā)展現狀以及光電檢測技術的發(fā)展趨勢；然后分別簡述了光電檢測技術在工業(yè)、軍事、能源監(jiān)測方面的應用；最后介紹了光電檢測技術的前景。關鍵字：光電檢測技術；工業(yè)監(jiān)測；軍事監(jiān)測；前景AbstractWiththedevelopmentofphotoelectricdetectiontechnology,andithasbeenstudiedandusedinalmosteveryfield.Therearetodescribethecurrentsituationofthedevelopmentofphotoelectricdetectiontechnologyandtheapplicationinacertainfield.Firstly,itintroducestheoverviewoftheprincipleofphotoelectricdetectiontechnology,photoelectricdetectiontechnology,thecharacteristicsofphotoelectricdetectiontechnology,thedevelopmenttrendofthecurrentsituationofthedevelopmentofphotoelectricdetectiontechnologyandphotoelectricdetectiontechnology;thenrespectivelyintroducestheuseofphotoelectricdetectiontechnologyinindustrial,militaryandenergymonitoring;finallyintroducedtheprospectofphotoelectricdetectiontechnology.Keywords:photoelectricdetectiontechnology;industrialmonitoring;militarysurveillance;energymonitoring;prospect一、前言隨著現代科學技術以及復雜自動控制系統(tǒng)和信息處理和技術的提高，光電檢測技術作為一門研究光與物質相互作用發(fā)展起來的新興學科，已經成為現代信息學科的一個極為重要的組成部分。光電檢測技術具有精度高、速度快、非接觸、頻寬和信息容量極大、信息效率極高、以及自動化程度高等突出的特點，發(fā)展十分迅速并推動著信息科學技術的發(fā)展。它將光學技術與現代電子技術相結合，廣泛應用于工業(yè)、能源、環(huán)境、國防等領域。二、光電檢測技術2.1光電檢測技術的概述光電檢測技術是光學與電子學相結合而產生的一門新興檢測技術。它主要利用電子技術對光學信號進行檢測，并進一步傳遞、儲存、控制、計算和顯示。光電檢測技術從原理上講可以檢測一切能夠影響光量和光特性的非電量。它可通過光學系統(tǒng)把待檢測的非電量信息變換成為便于接受的光學信息，然后用光電探測器件將光學信息量變換成電量，進一步經過電路放大、處理，以達到電信號輸出的目的。然后采用電子學、信息論、計算機及物理學等方法分析噪聲產生的原因和規(guī)律，以便于進行相應的電路改進，更好地研究被噪聲淹沒的微弱有用信號的特點與相關性，從而了解非電量的狀態(tài)。微弱信號檢測的目的是從強噪聲中提取有用信號，同時提高測系統(tǒng)輸出信號的信噪比。光電檢測的系統(tǒng)機構比較簡單，分為信號的處理器，受光器，光源。在實際檢測過程中，受光器在獲得感知信號后，就會被反映為不同形狀、顏色的信號，同時根據這些器件所處在的不同位置，就能夠將他分為反射型與透過型的兩種比較的模式。光電檢測的媒介光應當是自然的光，例如白熾燈或者螢光燈。特別是隨著這些技術的發(fā)展，光電技術也取得的非常好發(fā)展。由于投光器在發(fā)出光后，會以不一樣的方式觸摸這些被檢測物中，直到照射到檢測系統(tǒng)中的受光器中，同時受光器在此刺激下，會產生一定量的電流，這就是我們常說的光敏性的原件，實際生活中應用比較廣泛的有三極管、二極管。光電檢測技術主要包括光電變換技術、光信息獲取與光信息測量技術以及測量信息的光電處理技術等。光電檢測技術將光學技術與電子技術相結合實現對各種量的測量，它具有高精度、高速度、遠距離、大量程、非接觸測量等特點。2.2光電檢測技術原理光電檢測系統(tǒng)的工作原理圖如下：2.3光電檢測技術的特點1）高精度。光電測量的精度是各種測量技術中精度最高的一種。如用激光干涉法測量長度的精度可達0.05μm/m；光柵莫爾條紋法測角可達到；用激光測距法測量地球與月球之間距離的分辨力可達到1m。2）高速度。光電測量以光為媒介，而光是各種物質中傳播速度最快的，無疑用光學方法獲取和傳遞信息是最快的。3）遠距離、大量程。光是最便于遠距離粗寒痹的介質，尤其適用于遙控和遙測，如武器制導、光電跟蹤、電視遙測等。4）非接觸測量。光照到被測物體上可以認為是沒有測量力的，因此也無摩擦，可以實現動態(tài)測量，是各種測量方法中效率最高的一種。2.4光電檢測技術的發(fā)展現狀隨著科技發(fā)展的日新月異，光電檢測技術已經發(fā)展出納米、亞納米高精度的光電測量新技術；小型、快速的微型光、機、電檢測系統(tǒng)在各個領域應用越來越廣泛。非接觸、快速在線測量已經取代原始的接觸式，較緩慢的檢測技術，并向微空間三維測量技術和大空間三維測量技術方向發(fā)展；閉環(huán)控制的光電檢測系統(tǒng)，實現光電測量與光電控制一體化。向人們無法觸及的領域發(fā)展。光電跟蹤與光電掃描測量技術等先進的光電檢測技術的進步和廣泛應用將對人們生活，工業(yè)生產甚至國防科技產生巨大影響和改革。隨著光纖傳感技術的飛速發(fā)展，光纖氣體傳感器也得到了廣泛的研究和應用。它具有靈敏度高、響應速度快、防燃防爆、不受電磁干擾、可以實現光信號的長距離傳輸和現場實時遙測等優(yōu)點，所以對光電檢測方法研究的關注也一直在增加。隨著光纖光柵傳感器的廣泛應用，光纖光柵傳感信號的檢測系統(tǒng)也有了很大的發(fā)展。相比于傳統(tǒng)采用單色儀、光譜儀掃描等方式來檢測光纖光柵傳感信號的方式，采用光電轉換方式，即把對光強信號的測量轉變?yōu)閷﹄妷盒盘柕臏y量方式有它的優(yōu)越性，它具有檢測設備制造成本低、方便攜帶、可以實現對實時變化信號高速檢測和擁有更廣的工程應用等優(yōu)點。光電檢測技術在人類基因工程方面也有著廣泛的發(fā)展，如利用可見光信號強弱的變化檢測DNA雜交信號。這種新型的DNA光電檢測系統(tǒng)同樣是由兼容探針DNA自組裝的硅集成電路構成。而在該系統(tǒng)中目標DNA序列與磁珠連接，目標DNA序列與探針DNA分子雜交后，磁珠就會覆蓋在載體表面形成暗區(qū)。而載體下方的光電二極管陣列此時便可以檢測出DNA雜交反應前后的光信號變化，輸出DNA雜交信號。新型抗干擾式光電檢測頭通過優(yōu)化紅外發(fā)射管工作參數和采用脈沖選通門控檢波電路，有效地抑制了電氣干擾噪聲，提高了檢測頭的抗干擾性能和工作可靠性。實驗數據表明了其有效性。同時，該種光電檢測頭已經在多個大型機電設備制造廠家應用，工廠實際應用結果表明：新型的光電檢測頭誤動作率不到老產品的千分之一，抗電氣干擾能力顯著提高，具備了工業(yè)級的高可靠性能。無損檢測技術是隨著高科技發(fā)展應運而生的一門新技術，該技術不同于傳統(tǒng)的物理化學分析方法，它主要運用物理學方法如光學、電學和聲學等手段對產品進行分析，且不破壞樣品，在獲取了樣品信息時保證了樣品的完整性，無損檢測技術檢測速度較傳統(tǒng)的物理化學方法迅速，又能有效地判斷出從外觀無法得出的樣品內部品質信息。隨著計算機技術的迅速發(fā)展，帶動了化學計量學的發(fā)展，極大地促進了無損檢測技術在工農業(yè)生產中的廣泛應用。無損光電檢測技術根據其分析對象的某些特征對熱、聲、光、電以及磁等的反應變化情況，大致可分為紅外光譜檢測技術、拉曼光譜檢測技術、機器視覺檢測技術、超聲波檢測技術、X射線檢測技術以及電子鼻和電子舌檢測技術等。根據不同的應用對象和用戶場合可采用不同的無損光電檢測技術和相應的檢測裝置來實現。隨著科學技術的不斷發(fā)展，新的探測方法還會不斷的出現。2.5光電檢測技術的發(fā)展趨勢隨著世界各國的激烈競爭正以日新月異的速度突飛猛進及科研技術的提高，檢測技術在國民經濟的各個行業(yè)中，起著舉足輕重的作用，無論科學研究、產品質量及自動控制都需要檢測，利用現代光電子技術作為檢測手段，具有無接觸、無損、遠距離、抗干擾能力強、受環(huán)境影響小、檢測速度快、測量精度高等優(yōu)越性，是當今檢測技術發(fā)展的主要方向。光電檢測技術將向著高精度、智能化、數字化、多元化、微型化、自動化方向發(fā)展。所謂高精度是指檢測精度向高精度方向發(fā)展，納米、亞納米高精度的光電測量新技術是今后的發(fā)展熱點；智能化是指檢測系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展，如光電跟蹤與光電掃描測量技術；數字化是指檢測結果向數字化，實現光電測量與光電控制一體化方向發(fā)展；多元化是指光電檢測儀器的檢測功能向綜合性、多參數、多維測量等多元化方向發(fā)展，并向人們無法觸及的領域發(fā)展，如微空間三維測量技術和大空間三維測量技術；微型化是指光電檢測儀器所用電子元件及電路向集成化方向發(fā)展；微型化是指光電檢測系統(tǒng)朝著小型、快速的微型光、機、電檢測系統(tǒng)發(fā)展；自動化是指檢測技術向自動化，非接觸、快速在線測量方向發(fā)展，檢測狀態(tài)向動態(tài)測量方向發(fā)展。以激光器為基礎的光電檢測系統(tǒng)已經成為最主要的發(fā)展方向。隨著精密度和功能特性的提高,它將不斷取代那些昂貴且復雜的檢測方案。由于激光技術的不斷提高和成本的穩(wěn)定下降,可以肯定,激光光電檢測技術將日益成為光電用戶的首選方案。激光超聲檢測技術是光電檢測技術的另一重要的發(fā)展方向。這一技術利用高能量的激光脈沖與物質表面的瞬時熱作用，在固體表面產生熱特性區(qū)，然后利用這種小熱層在材料內部向四周熱膨脹擴散產生熱應力，從而通過這種熱應力產生超聲波。與常規(guī)超聲檢測方法比較，激光超聲技術具有下列優(yōu)點：激光超聲不需要耦合劑，避免了耦合劑對測量范圍和精度的影響；激光超聲可實現遠距離操作，可用于高溫環(huán)境及腐蝕性強、有放射性等惡劣條件，并可以實現快速掃描，對生產現場快速運動的工件的在線檢測；激光超聲的盲區(qū)小于100-微米，可用于測量薄工件。激光超聲的頻率帶寬較常規(guī)的換能器寬，具有測量微小缺陷裂紋的能力；激光超聲可用于表面幾何形狀復雜及受限制的空間，如焊縫根部小直徑管道等；空間分辨率高，有利于缺陷的精確定位及尺寸量度，并可作為聲源應用于理論研究。智能光電檢測系統(tǒng)成為了另一個很重要的發(fā)展方向。智能光電檢測系統(tǒng)由智能信號處理系統(tǒng)、光電傳感系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)和接口單元等組成。它以智能信號處理系統(tǒng)為核心，集成了光學采集、光學變換、光電轉換、電路調理、外圍接口及信息輸出等技術，可以實現光信息采集、光電信號轉換、信號探測、邏輯運算與推理、記憶存儲及信息傳輸等功能，并自動完成自檢自校和自我診斷與調整等功能。智能光電檢測系統(tǒng)由于環(huán)境適應能力強，測量范圍廣，測量精確度高，尤其是強化了人工智能系統(tǒng)，可以自動對噪聲、溫度、電壓波動及光源的變化進行修正，加上良好的人機交互界面，大大簡化了操作程序，提高了數值處理和分析的效率。三、光電檢測技術在監(jiān)測中的應用3.1光電檢測技術在工業(yè)監(jiān)測中的應用在工業(yè)領域方面主要表現在在線檢測如零件尺寸、產品缺陷、裝配定位等。（1）光電式糾偏|帶材跑偏檢測器光電式糾偏|帶材跑偏檢測器采用光電元件作為檢測元件，首先把被測量的變化轉變?yōu)樾盘柕淖兓?，然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸等優(yōu)點，而且可測參數多，傳感器的結構簡單，用戶可根據需要選用各種規(guī)格產品，在各種輕工自動機上獲得廣泛的應用。其是對卷材、紙板等物料在傳送過程中的位置偏移進行控制的自動控制系統(tǒng)，產品具有自動檢測、自動跟蹤、自動糾偏等功能。能對紙板、薄膜、鋁箔、帶鋼及其它物料的標志線或邊緣進行跟蹤糾偏，以保證卷繞、分切的整齊。該系統(tǒng)可用于輕工、包裝、印染、印刷、軋鋼等行業(yè)。

光電式帶材跑偏檢測器原理如圖1所示。光源發(fā)出的光線經過透鏡1會聚為平行光束，投向透鏡2，隨后被會聚到光敏電阻上。在平行光束到達透鏡2的途中，有部分光線受到被測帶材的遮擋，使傳到光敏電阻的光通量減少。圖1光電式帶材跑偏檢測器原理圖圖2為測量電路簡圖。R1、R2是同型號的光敏電阻。R1作為測量元件裝在帶材下方，R2用遮光罩罩住，起溫度補償作用。當帶材處于正確位置（中間位）時，由R1、R2、R3、R4組成的電橋平衡，使放大器輸出電壓U0為0。當帶材左偏時，遮光面積減少，光敏電阻R1阻值減少，電橋失去平衡。差動放大器將這一不平衡電壓加以放大，輸出電壓為負值，它反映了帶材跑偏的方向及大小。反之，當帶材右偏時，U0為正值。輸出信號U0一方面由顯示器顯示出來，另一方面被送到執(zhí)行機構，為糾偏控制系統(tǒng)提供糾偏信號。圖2

帶材跑偏檢測器測量電路光電色質檢測圖3為包裝物料的光電色質檢測原理。若包裝物品規(guī)定底色為白色，因質量不佳，有的出現泛黃，在產品包裝前先由光電檢測色質，物品泛黃時就有比較電壓差輸出，接通\o"電磁閥"電磁閥，由壓縮空氣將泛黃物品吹出。圖3包裝物料的光電色質檢測原理彩塑包裝制袋塑料薄膜位置控制圖4為包裝機塑料薄膜位置控制系統(tǒng)原理。成卷的塑料薄膜上印有商標和文字，并有定位色標。包裝時要求商標及文字定位準確，不得將圖案在中間切斷。薄膜上商標的位置由光電系統(tǒng)檢測，并經放大后去控制電磁離合器。薄膜上色標（不透光的一小塊面積，一般為黑色）未到達定位色標位置時，光電系統(tǒng)因投光器的光線能透過薄膜而使電磁離合器有電而吸合，薄膜得以繼續(xù)運動，薄膜上的色標到達定位色標位置時，因投光器的光線被色標擋住而發(fā)出到位的信號，此信號經光電變換、放大后，使電磁離合器斷電脫開，薄膜就準確地停在該位置，待切斷后再繼續(xù)運動。3.2光電檢測技術在軍事監(jiān)測中的應用（1）光電偵察告警技術光電偵察告警技術是指通過光電手段對敵方光電設備進行偵察,確定其位置,探測其技術參數,并在必要時發(fā)出報警的技術。它是對敵方進行攻擊與實施有效干擾的基礎。目前已投入使用的偵察告警設備種類繁多,主要有紅外告警器、激光告警器、紫外告警器和光電復合告警器等。1）紅外告警技術紅外告警是利用來襲目標(導彈、炸彈)的紅外輻射特征進行探測、截獲、定向和分析。主要裝在飛機、艦船上,頻段覆蓋范圍為3～5μm和8～14μm波段。當有來襲導彈威脅時,告警裝置便發(fā)出告警信號,啟動與之相連的系統(tǒng)實施對抗,進行自我保護。紅外告警器既可以采用掃描型紅外探測器,也可以采用凝視型紅外探測器。①掃描型紅外告警器采用單元探測器或陣列探測器,通過二維光機掃描完成對空域的監(jiān)視。光機掃描可分為物方掃描和像方掃描,物方掃描需要比像方掃描大的機械運動部件。掃描型的優(yōu)點是可利用現行探測技術實現大視場的監(jiān)視,可以較少探測器提供高的分辨率。②凝視型紅外告警器采用焦平面探測器和固定視場完成對空域的監(jiān)視。掃描系統(tǒng)對探測短持續(xù)特征的信號不太實用,而對于某些類型導彈的判決和假目標的抑制很重要。凝視系統(tǒng)因為連續(xù)覆蓋整個視場,因而不會錯過短持續(xù)事件,凝視系統(tǒng)需要大數目的探測器陣列來完成只需少量元數掃描系統(tǒng)完成的角分辨率,但大視場光學系統(tǒng)設計較為困難。設備有:美國AN/AAR234紅外告警接收機,AN/AAR243/44紅外告警接收機,DDM2Prime焦平面陣列紅外探測器;俄羅斯SA27/9紅外告警器;美國和加拿大聯(lián)合研制的AN/SAR28紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)等。圖紅外線接收器電路2）激光告警技術激光告警器主要裝在地面重要目標、坦克及飛機等被保護目標上。它的功能是當目標被敵方激光測距機、激光目標指示器及激光雷達等軍用激光裝置的激光束照射時,探測和識別激光輻射、探測激光輻射源方向、波長及使用方法等戰(zhàn)術技術參數,發(fā)出聲光告警并引導光電干擾設備實施干擾,它是進行激光對抗的前提和首要工作。根據其工作原理的不同,大致可分為下列幾種類型。①光電探測器陣列型激光告警器最常見的陣列型激光告警器是硅光電二極管作為探測器,以接收大氣氣溶膠的激光能量和直接攔截激光束能量。此類告警系統(tǒng)在技術上最成熟,應用最廣泛。②CCD攝像型激光接收機它是廣角魚眼透鏡與CCD面陣相合,可以比較精確地確定激光源的方位。廣角魚眼透鏡的視場覆蓋整個上半球,可以接收來自任何方位的激光輻射,通過光學系統(tǒng)成像在CCD面陣上。CCD面陣上產生整幀視頻信號,用快速模數轉換變換成數字形式,存儲在單幀數字存儲器中。當包含背景信號和激光信號的幀信號寫入存貯器時,即與僅包含背景信號的前一幀信號用數字方法相減。幀減結果作為一個表示位置(方位與仰角)的亮點,在顯示器顯示出來,利用這種數字背景減去法,可以在顯示器上把每個脈沖位置都清晰地顯示出來,并可以跟蹤激光源的位置。③利用全息技術的激光告警器利用全息象限透鏡可以確定激光源的大致方位,全息象限透鏡是一種分成任意個象限的全息光學元件,它可以把入射到不同象限上的激光輻射分別成像在特定位置上,成像的位置僅由被照明的象限所決定。激光主動偵察告警設備有美國制造的Stingray車載激光致盲武器,它是集主動偵察和致盲于一體的激光對抗武器;還有美國AN/PLQ25激光對抗裝置和AN/VLQ27“魚工魚”實戰(zhàn)防護系統(tǒng)。激光被動偵察告警設備有美國的HALWR激光報警接收機等。3）紫外告警技術紫外告警具有虛警率低、不需低溫冷卻、不掃描、告警器體積小、質量輕等優(yōu)點。它是利用“太陽光譜盲區(qū)(220～280nm)”的紫外波段來探測導彈的火焰與尾焰,并根據特征進行探測、截獲、定位和分析,發(fā)出來襲導彈威脅的告警信號,以便實施干擾。①概略型紫外告警概略型紫外告警以單陽極光電倍增管為核心探測器件,概略接收導彈羽煙的紫外輻射,具有體積小,重量輕、低虛警、低功耗的優(yōu)點,缺點是角分辨率差、靈敏度較低。盡管存在這樣兩個缺點,但它作為光電對抗領域的一項新型技術,在引導紅外彈投放等許多領域仍十分實用。②成像型紫外告警成像型紫外告警以面陣器件為核心探測器,精確接收導彈羽煙紫外輻射,并對所觀測的空域進行成像探測,識別分類威脅源。優(yōu)點是角分辨率高、探測能力強、識別能力強。具有引導紅外彈投放器和定向紅外干擾機的雙重能力和很好的態(tài)勢估計能力。設備有:南非MAW紫外告警器;美國AAR254(V)導彈逼近紫外告警、AAR247A、AAR247B導彈逼近紫外告警及AWAWS紫外告警器。光電復合告警技術光電復合告警是在激光、紅外和紫外告警技術基礎上發(fā)展起來的高級告警器,它以小型化、模塊化和具有通用功能的綜合告警結構,采用探測紅外、紫外和激光等主要光波威脅的光機電一體化綜合告警技術,多波段光電傳感器的綜合和多種光電探測信息的融合技術,并使各類告警技術優(yōu)勢互補、資源共享、更好地發(fā)揮綜合效能。光電復合告警裝備有:美國研制的DOLE激光雷達告警系統(tǒng);法國的紅外和激光告警器;英國的激光和紅外探照燈控制器等。美國研制的告警系統(tǒng)可同時探測觀察紅外、紫外和射頻威脅。3.3光電檢測在能源發(fā)面的應用(一)太陽能電池板太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分,也是太陽太陽能電池板能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分其作用是將太陽能轉化為電,送往蓄電池中存儲起來,或推動負載工作。太陽能電池板的質量和成汕本將直接決定整個系統(tǒng)的質量和成本。(二)太陽能控制器

太陽能控制器的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài),并對蓄太陽能控制器電池起到過充電保護,過放電保護的作用。在溫差較大的地方,合格的控制器還應具備溫度補償的功能。其他附加功能如光控開關,時控開關都應當是控制器的可選項。(三)蓄電池

一般為鉛酸電池,一般有

12汕V

和

24V

這兩種,小微型系統(tǒng)中,

蓄電池也可用鎳氫電池,鎳鎘電池或鋰電池。其作用是在有光照時將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來,到需要的時候再釋放出來。(四)逆變器

在很多場合,都需要提供

AC220V,AC110V

的交流電源。由于逆變器太陽能的直接輸出一般都是DC12V,DC24V,DC48V.為能向AC220V

的電器提供電能,需要將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉換成交流電能,因此需要使用

DCAC

逆變器。在某些場合,需要使用多種電壓的負載時,也要用到DC-DC

逆變器,

如將

24VDC

的電能轉換成

5VDC

的電能。（注意,不是簡單的降壓)。四、發(fā)展前景在微電子技術蓬勃發(fā)展的同時，人們發(fā)現可以利用光電各自的優(yōu)勢來為我們服務。比如/s/?w=%E6%BF%80%E5%85%89%E5%99%A8&ch=link激光器，光電探測器，太陽電池如等方面都需要光電結合。這就是早期的/s/?w=%E5%85%89%E7%94%B5%E5%AD%90%E5%AD%A6&ch=link光電子學。隨著/s/?w=%E5%85%89%E7%94%B5%E5%AD%90%E5%AD%A6&ch=link光電子學的發(fā)展，人們研究完全利用光來處理信息，于是誕生了/s/?w=%E5%85%89%E5%AD%90%E5%AD%A6&ch=link光子學。所以可以說，先有了/s/?w=%E5%85%89%E7%94%B5%E5%AD%90%E5%AD%A6&ch=link光電子學，又有了/s/?w=%E5%85%89%E5%AD%90%E5%AD%A6&ch=link光子學。而最終的發(fā)展會是光電的再次統(tǒng)一，即更高一個層次上的/s/?w=%E5%85%89%E7%94%B5%E5%AD%90%E5%AD%A6&ch=link光電子學?，F在正在發(fā)展單電子技術和單光子技術，那時信息的載體不再是束流，而是單個的粒子。光子和電子都是利用量子力學的概念，區(qū)別只是波長不同而已。我想我們在二十一世紀肯定會走到這一步。那時既不能叫光子信息技術，也不能叫電子信息技術，應該叫量子信息技術。

由于光子具有電子所不具備的許多特性所以/s/?w=%E5%85%89%E5%AD%90%E5%AD%A6&ch=link光子學有它獨特的優(yōu)勢。尤其在信息領域。比如通信，我們現在大部分主干網用的都是光纖，信息的載體都是光。由于密集波分復用技術的發(fā)展，一根頭發(fā)絲粗細的光纖就可以傳輸一億門電話線路。這是電纜無法比擬的。再如信息/s/?w=%E5%AD%98%E5%82%A8%E6%8A%80%E6%9C%AF&ch=link存儲技術，光盤由VCD發(fā)展到DVD，容量增大了好幾倍，未來如果研制出能夠商用的藍光/s/?w=%E6%BF%80%E5%85%89%E5%99%A8&ch=link激光器，采用藍光波段的光來作為信息的載體，就又可以使同樣大小的光盤的容量增大近十倍。而且光具有相干性，可以實現全息存儲，在不到一個平方厘米的芯片上，我們可以把北京圖書館的所有的書都存進去。在計算機方面，未來的發(fā)展趨勢是光要進入計算機中，發(fā)揮光子的優(yōu)勢實現開關的互聯(lián)，利用光來消除電子傳輸帶來的瓶頸效應。

同時，光電的傳感器應用非常廣泛。近年來，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉型的發(fā)展階段。新型傳感器的特點是微