光电子技术（第5版）PPT完整全套教学课件

第一章光辐射、发光源与光传播基本定律全套PPT课件【ch01】光辐射、发光源与光传播基本定律.pptx【ch02】光辐射的传播.pptx【ch03】光束的调制和扫描.pptx【ch04】光辐射的探测技术.pptx【ch05】光电成像系统.pptx【ch06】显示技术.pptx【ch07】光电子技术应用实例.pptx01电磁波谱与光辐射PARTONE1.1电磁波谱与光辐射1.1.1电磁波的性质与电磁波谱电磁波具有以下性质：(1)电磁波的电场E和磁场H都垂直于波的传播方向，三者相互垂直，所以电磁波是横波。(2)沿给定方向传播的电磁波，E和H分别在各自平面内振动，这种特性称为偏振。(3)空间各点B和H都作周期性变化，而且相位相同，即同时达到最大，同时减到最小。1.1电磁波谱与光辐射1.1.1电磁波的性质与电磁波谱(4)任意时刻，在空间任意点，E和H在量值上的关系为

。(5)电磁波在真空中传播的速度为,在介质中的传播速度为。1.1电磁波谱与光辐射1.1.2光辐射以电磁波形式或粒子(光子)形式传播的能量，它们可以用光学元件反射、成像或色散，这种能量及其传播过程称为光辐射。02辐射度学与光度学基本知识PARTtwo1.2辐射度学与光度学基本知识1、辐射能。辐射能是以辐射形式发射或传输的电磁波(主要指紫外可见光和红外辐射)能量。2、辐射通量。辐射通量又称为辐射功率，定义为单位时间内流过的辐射能量。3、辐射出射度。辐射出射度M是用来反映物体辐射能力的物理量。1.2.1辐射量1.2辐射度学与光度学基本知识4、辐射强度。辐射强度定义为：点辐射源在给定方向上发射的在单位立体角内的辐射通量。5、辐射亮度辐射亮度L定义为面辐射源在某一给定方向上的辐射通量，如图1-2所示。1.2.1辐射量1.2辐射度学与光度学基本知识6、辐射照度。在辐射接收面上的辐射照度E定义为照射在面元上的辐射通量。7、单色辐射度量。1.2.1辐射量1.2辐射度学与光度学基本知识光度单位体系是一套反映视觉亮暗特性的光辐射计量单位。1.2.2光度量03热辐射基本定律PARTthree1.3热辐射基本定律1.3.1单色吸收比和单色反射比被物体吸收的能量与人射的能量之比称为该物体的吸收比，反射的能量与人射的能量之比称为该物体的反射比。在波长到

范围内的吸收比称为单色吸收比；相应的反射比称为单色反射比。1.3.2基尔霍夫辐射定律在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的单色辐射出射度与单色吸收比之比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的单色辐射出射度。1.3热辐射基本定律1.3.3普朗克公式1.3.4瑞利一琼斯公式1.3.5维恩公式1.3.6维恩位移定律1.3.7斯落一玻尔兹要定律1.3.8色温为了表示一个热辐射光源所发出光的光色性质，常用到色温这个量，单位为K。色温是指在规定两波长处具有与热辐射光源的辐射比率相同的黑体的温度。04激光原理PARTfour1.4激光原理1.4.1激光产生的物理基础1、光子的基本性质。光量子学说(光子说)认为，光是一种以光速c运动的光子流。光子(电磁场量子)和其他甚本粒子一样，具有能量、动量和质量。2、光子的相干性和光子简并度。一般情况下，光的相于性可理解为：在不同的空间点上、不同时刻的光波场的某些特性的相关性，例如光波场相位的相关性，在经典理论中用光波场的相关函数作为相干性的量度。1.4激光原理1.4.1激光产生的物理基础2、光子的相干性和光子简并度。处于同一光子态的光子数称为光子简并度。显然，光子简并度具有以下几种相同的含义：同一光子态的光子数、同一模式内的光子数、处于相干体积内的光子数、处于同一相格内的光子数。1.4激光原理1.4.1激光产生的物理基础3、光的受激辐射基本概念。光与物质的共振相互作用，特别是这种相互作用中的受激辐射过程是激光器的物理基础。1.4激光原理1.4.2激光(强相干光)产生的基本原理和方法1、光学谐振腔及其选模作用。为了减少腔内光场模式数，将一个充满物质原子(或分子)的柱体腔(黑体)去掉侧壁，只保留两个端面壁，形成开腔。如果端面腔壁对光的反射系数很高，则沿垂直端面的腔轴方向传播的光在腔内多次反射不逸出腔外，而所有其他方向的光则很容易逸出腔外。这相当于在腔内能够存在的光场模式只有少数几个，达到了光波模式的选择作用。这实际上就是光学中熟知的法布里-珀罗干射仪在激光原理中称为光学谐振腔。1.4激光原理1.4.2激光(强相干光)产生的基本原理和方法2、光放大物质的增益系数与增益曲线。3、光的自激振荡。上述光放大器在许多大功率装置中广泛地用来把弱的激光束逐级放大。但在更多的场合下需要用光自激振荡器通常所说的激光器都指光自激振荡器。1.4激光原理1.4.3开放式光学谐振腔和高斯光束1、腔的损耗。损耗的大小是评价谐振腔的一个重要指标，也是腔模理论研究的重要课题。光学开腔的损耗大致包含以下几个方面：（1）几何偏折损耗；（2）衍射损耗；（3）腔镜反射不完全引起的损耗,包括镜中的吸收、散射以及镜的透射损耗；（4）材料中的非激活吸收、散射、腔内插入物(如布儒斯特窗调元件制器等)引起的损耗。1.4激光原理1.4.3开放式光学谐振腔和高斯光束2、共轴球面腔的稳定条件。根据开腔中光的几何偏折损耗的高低，引入g参数可方便地描述共轴球面腔的稳定条件。3、腔模的物理概念和腔内行波。为了简化分析，这里引入一理想化的开腔模型：两块反射镜片沉浸在均匀的、无限的、各向同性的介质中。这样，决定衍射效应的孔径就由腔镜的边缘所构成。1.4激光原理1.4.3开放式光学谐振腔和高斯光束4、对称共焦腔基横高斯光束的特征。(1)振幅分布和光斑尺寸。(2)模体积。(3)等相位面分布。(4)远场发散角。05典型激光器PARTfive1.5典型激光器固体激光器通常是指以绝缘晶体或玻璃为工作物质的激光器。少量的过渡金属离子或稀土离子掺入晶体或玻璃，经光泵激励后产生受激辐射作用。1、光泵激励。

2、红宝石激光器。1.5.1固体激光器1.5典型激光器3、钕激光器。4、钛宝石激光器。1.5.1固体激光器1.5典型激光器气体激光器种类多，谱线丰富。在此仅介绍几种典型气体激光器。1、He-Ne激光器。He-Ne激光器是最早研制成功的气体激光器。由于其可输出连续可见光，而且具有结构简单、体积较小、价格低廉等优点，因此在准直、定位、全息照相、测量、精密计量、光盘录放等方面得到了广泛应用。1.5.2气体激光器1.5典型激光器2、Ar+激光器。3、CO2激光器。CO2微光器的主要特点是输出功率大，能量转换效率高,输出波长(10.6um)正好处于大气窗口。因此,广泛应用于激光加工、医疗、大气通信及军事领域。1.5.2气体激光器1.5典型激光器半导体二极管激光器是实际应用中最重要的一类激光器。它体积小、寿命长、输出功率大、效率高,可采用简单的电流注入方式泵浦。1.5.3半导体二极管激光器光纤激光器的基本结构与其他激光器基本相同，主要由泵浦源、耦合器、掺稀土元素光纤谐振腔等部件构成。1.5.4光纤激光器06光频电磁波的基本理论和定律PARTsix1.6光频电磁波的基本理论和定律1.6.1光波的电磁场理论根据光的电磁场理论,光波具有电磁波的所有性质，这些性质可以从电磁场的基本方程————麦克斯韦方程组推导出来。从麦克斯韦方程组出发结合给定的边界条件和初始条件可以定量地研究光波在不同介质中的各种传播特性。1、波动方程。2、介质的折射率和光波速度。3、光波场的能流密度。电磁场是一种特殊形式的物质，具有能量。由于光波是以速度v传播的电磁波，所以它所具有的能量也向外传播。1.6光频电磁波的基本理论和定律1.6.1光波的电磁场理论4、波动方程的解————几种特殊形式的光波。由于描述光波场的波动方程是一个二阶偏微分方程根据不同的边界条件，解的具体形式不同。可以是平面波、球面波、柱面波或高斯光束。1.6光频电磁波的基本理论和定律1.6.2光波场的时域频率特性1、单色光：单色光波即单一频率的简谐光波，其最简单、最普遍的表示形式为三角函数形式。2、复色波：是指某种光波由若干单色光组合而成，或者说它包含多种频率成分,它在时间上是有限的。复色光波可表示为各个单色光波的叠加。3、准单色光：对于中心频率v0的振荡，若其振幅随时间的变化比振荡本身缓慢得多，则这种振荡的频谱集中在中心频率v0附近一个很窄的频段内，可认为是中心频率为v0的准单色光。1.6光频电磁波的基本理论和定律1.6.3相速度和群速度1、单色光波的速度。应当说明的是，相速度并不表示光波能量传播的速度，因此对于色散介质的n<1的反常色散区，会出现相速度v大于真空中光速c的情况，这并不违背相对论的结论。2、复色光波的速度。复色波的传播速度有两种含义，即等相位面的传播速度和等振幅面的传播速度，前者称为相速度，后者称为群速度。1.6光频电磁波的基本理论和定律1.6.4光波的横波性质和偏振态1、平面光波的横波特性。平面光波的电场矢量和磁场矢量均垂直于波矢方向，因此平面光波是横电磁波。2、平面光波的偏振特性。我们把这种光振动方向相对传播方向的不对称性质，称为光的偏振特性。1.6.5光波在各向同性介质界面上的反射和折射1、反射定律和折射定律。当光波由一种介质人射到另一种介质时，在界面上会产生反射和折射。1.6光频电磁波的基本理论和定律1.6.5光波在各向同性介质界面上的反射和折射2、菲涅耳公式。根据电磁场的边界条件、s分量和p分量正方向的规定，假设界面上的入射光、反射光和折射光同相位，利用反射、折射定律，经一系列推导，可以得到s分量、p分量的反射系数、透射系数表示式，将这些表示式写成一个方程组就是著名的菲涅耳公式)。

1.6光频电磁波的基本理论和定律1.6.5光波在各向同性介质界面上的反射和折射3、反射光和折射光的偏振特性。(1)光振的分类和偏振度。(2)自然光的反射和折射特性。(3)线偏振光的反射射特性。1.6光频电磁波的基本理论和定律1.6.6几何光学基本定律1、波面、光线和光束。2、几何光学基本定律。(1)光的直线传播定律。(2)光独立传播定律。3、光的反射定律和折射定律。当光线在传播中遇到两种介质的界面时，光线将发生反射和折射，其继续传播的规律遵循反射定律和折射定律有关反射定律和折射定律的内容前面已详细讨论过。谢谢观看第二章光辐射的传播01光波在大气中的传播PARTONE2.1光波在大气中的传播激光辐射在大气中传播时由于大气中存在着各种气体分子和微粒，如尘埃、烟雾、刮风、下雨、下雪等气象变化,使部分光辐射能量被吸收而转变为其他形式的能量等)，部分能量被散射而偏离原来的传播方向(即辐射能量空间重新分配)。吸收和效果使传输光辐射强度衰减。2.1.1大气衰减2.1光波在大气中的传播实际上大气始终处于一种湍流状态，即大气的折射率随空间和时间做无规则的变化。这种湍流状态将使激光辐射在传播过程中随机地改变其光波参量，使光束质量受到严重影响，出现所谓光束截面内的强度闪烁、光束的弯曲和漂移(也称方向抖动)、光束弥散畸变以及空间相干性退化等现象，这些统称为大气湍流效应。2.1.2大气满流效应02光波在电光晶体中的传播PARTtwo2.2光波在电光晶体中的传播2.2.1电致折射率变化对电光效应的分析和描述有两种方法：一种是电磁理论方法,但数学推导相当繁复；另一种是用几何图形————折射率球体的方法，这种方法直观、方便,故通常都采用这种方法。2.2光波在电光晶体中的传播2.2.2电光相位延迟在实际应用中，电光晶体总是沿着相对光轴的某些特殊方向切割而成的，而且外电场也是沿着某一主轴方向加到晶体上，常用的有两种方式：一种是电场方向与光束在晶体中的传播方向一致，称为纵向电光效应；另一种是电场与光束在晶体中的传播方向垂直，称为横向电光效应。03光波在声光晶体中的传播PARTthree2.3光波在声光晶体中的传播声波是一种弹性波(纵向应力波)，在介质中传播时，它使介质产生相应的弹性形变，从而激起介质中各质点沿声波的传播方向振动，引起介质的密度呈疏密相间的交替分布，因此，介质的折射率也随之发生相应的周期性变化。2.3光波在声光晶体中的传播2.3.1拉曼一纳斯衍射当超声波频率较低，光波平行于声波面入射(即垂直于声场传播方向)，声光互作用长度L较短时，在光波通过介质的时间内，折射率的变化可以忽略不计，则声光介质可近似看作为相对静止的“平面相位栅”，产生拉曼一纳斯衍射。2.3光波在声光晶体中的传播2.3.2布喇格衍射当入射光与声波面间夹角满足一定条件时，介质内各级衍射光会相互干涉，各高级次衍射光将互相抵消，只出现0级和+1级(或-1级)(视入射光的方而定)衍射光，即产生布喇格(Bragg)衍射，如图2-13所示。04光波在磁光介质中的传播PARTfour2.4光波在磁光介质中的传播2.4.1法拉第施转效应磁致旋光现象的这一性质表明它是一种非可逆过程。当光束往返通过介质时，只要磁场方向不变，旋转角都朝一个方向增大。利用这一性质可使法拉第效应增强。值得注意的是，在自然旋光现象中，不存在这种旋光方向随光传播方向反转的现象。这是磁致旋光与自然旋光现象的基本区别。2.4.2磁光相互作用的耦合波分析磁光现象的本质是在外磁场扰动下光和材料的相互作用，外加磁场晶体中的光传播问题可利用非线性光学相互作用的耦合波理论对光束在磁光介质中的传播进行分析。05光波在光纤波导中的传播PARTfive2.5光波在光纤波导中的传播2.5.1光纤波导的结构及弱导性光纤是一种能够传输光频电磁波的介质波导。光纤的典型结构如图2-15所示它由纤芯、包层和护套三部分组成。2.5光波在光纤波导中的传播2.5.2光束在光纤波导中的传播特性分析光束在光纤中传播特性的基本方法有光射线分析法和电磁模式理论，两者之间有很强的互补性。其他波段的电磁波相比，光波的特点就是它的波长短。2.5光波在光纤波导中的传播2.5.3光束在光纤波导中的衰减和色散特性1、光纤的衰减。光纤的衰减是光纤的重要指标，它表明光纤对光能的传输损耗，对光纤通信系统的传输距离起决定性的影响。2、光纤的色散、带宽和脉冲展宽参量间的关系。(1)光纤的色散。光纤的会使脉冲信号展宽即限制了光纤的带宽或传输容量。(2)光纤的带宽。光脉冲展宽与光纤带宽有一定关系。实验表明光纤的频率响应特性H(发)近似为高斯型如图2-22所示。06光波在非线性介质中的传播PARTsix2.6光波在非线性介质中的传播2.6.1非线性电极化率在强光射场作用下，质的感应极化强度P包括线性项和非线性项两项之和。而非线性介质中的感应极化强度P是式(2-115)的幂级数形式，其中为介质的非线性电极化率，它描述了非线性介质对外光场的响应特性，是非线性光学最基本的、最重要的物理量。2.6.2光波在非线性介质中的传播特性非线性光学现象实质上是辐射场与介质的非线性互作用所致。各种非线性现象的具体规律必然与电磁波在非线性介质内的传播规律密切相关。2.6光波在非线性介质中的传播2.6.3光混频及光倍频技术自弗兰克(Franken)等人在1961年用红宝石激光通过石英晶体检测到倍频光后，一些科学工作者又观察到了两束激光之间的混频现象(和频差频)。这些波段的激光，可用于激光医学、海洋探潜、核聚变等，还可作为可调谐染料激光器、掺铁蓝、宝石激光器、光参量振荡器或受激拉曼(Raman)散射频移器的泵浦源。07光波在水中的传播PARTseven2.7光波在水中的传播如果传输距离较短,与在大气中传输一样，单色平行光束在水中传播的衰减规律也近似服从指数规律。2.7.1传播光束的衰减特性2.7光波在水中的传播光在传输方向上的散射称为前向散射，而在相反方向的散射称为后向散射。前向散射包含复杂的散射过程，如图2-26所示。2.7.2前向散射2.7.3后向散射水下传输光束的另一个特点就是后向散射较前向散射强烈得多谢谢观看第三章光束的调制和扫描01光束调制原理PARTONE3.1光束调制原理3.1.1振幅调制振幅调制就是载波的振幅随调制信号的规律而变化的振荡，简称调幅。3.1.2频率调制和相位调制调频或调相就是光载波的频率或相位随着调制信号的变化规律而改变的振荡。因为这两种调制波都表现为总相角的变化，因此统称为角度调制。3.1.3强度调制强度调制是使光载波的强度(光强)随调制信号规律变化的激光振荡。3.1光束调制原理3.1.5脉冲编码调制这种调制是把模拟信号先变成电脉冲序列，进而变成代表信号信息的二进制编码，再对光载波进行强度调制。要实现脉冲编码调制，必须进行三个过程：抽样量化和编码。3.1.4脉冲调制脉冲调制是用间歇的周期性脉冲序列作为载波，并使载波的某一参量按调制信号规律变化的调制方法。02电光调制PARTtwo3.2电光调制3.2.1电光强度调制1、纵向电光调制器及其工作原理。2、横向电光调制。3.2电光调制3.2.2电光相位调制图3-7所示的是一电光相位调制的原理图，它由起偏器和电光晶体组成。3.2电光调制3.2.3电光调制器的电学性能对电光调制器来说，总是希望获得高的调制效率及满足要求的调制带觉。1、外电路对调制带宽的限制。调制带宽是电光调制器的一个重要参量，对于电光调制器来说，晶体的电光效应本身不会限制调制器的频率特性，因为晶格的谐振频率可以达1THz，因此，制器的调制带宽主要是受其外电路参数的限制。3.2电光调制3.2.3电光调制器的电学性能对电光调制器来说，总是希望获得高的调制效率及满足要求的调制带觉。1、外电路对调制带宽的限制。调制带宽是电光调制器的一个重要参量，对于电光调制器来说，晶体的电光效应本身不会限制调制器的频率特性，因为晶格的谐振频率可以达1THz，因此，制器的调制带宽主要是受其外电路参数的限制。3.2电光调制3.2.3电光调制器的电学性能2、高频调制时渡越时间的影响。光波在晶体内的渡越时间必须远小于调制信号的周期，才能使调制效果不受影响。这意味着对于电光调制器，存在一个最高调制频率的限制。3.2.4电光波导调制器1、电光波导调制器的调制原理图。电光波导调制器的物理基础仍是晶体介质的线性电光效应。当波导上加电场时，产生介电张量(折射率)的微小变化，引起波导中本征模传播特性的变化或不同模式之间功率的耦合转换。3.2电光调制3.2.4电光波导调制器2、电光波导相位调制。3.2电光调制3.2.4电光波导调制器3、电光波导强度调制。电光波导强度调制器的结构类似于马赫——曾德(MZ)干涉仪。MZ干涉仪型调制器示意图如图3-12所示。03声光调制PARTthree3.3声光调制声光调制器是由声光介质、电-声换能器、吸声(或反射)装置及驱动电源等组成，如图3-13所示。声光介质是声光相互作用的区域。当一束光通过变化的声场时，由于光和超声场的互作用，其出射光就具有随时间而变化的各级衍射光，利用衍射光的强度随超声波强度的变化而变化的性质，就可以制成光强度调制器。3.3声光调制声光调制是利用声光效应将信息加载于光频载波上的一种物理过程。调制信号是以电信号(调辐)形式作用于电-声换能器上，再转化为以电信号形式变化的超声场，当光波通过声光介质时，由于声光作用，使光载波受到调制而成为“携带”信息的强度调制波。3.3.1声光调制器的工作原理3.3声光调制调制带宽是声光调制器的一个重要参量，它是衡量能否无畸变地传输信息的一个重要指标，它受到布拉格带宽的限制。3.3.2调制带宽声光调制器的另一重要参量是衍射效率。声光材料的品质因数M越大，欲获得100%的衍射效率所需要的声功率越小。而且电-声换能器的截面应做得长(L大)而窄(H小)3.3.3声光调制器的衍射效率3.3声光调制由于入射光束具有一定宽度，并且声波在介质中是以有限的速度传播的，因此，声波穿过光束需要一定的渡越时间。光束的强度变化对于声波强度变化的响应就不可能是瞬时的。为了缩短其渡越时间以提高其响应速度调制器工作时用透镜将光束聚焦在声光介质中心使光束成为极细的高斯光束，从而减小其渡越时间。3.3.4声束和光束的匹配这里我们将讨论声光布拉格衍射型波导调制器。声光布拉格衍射型波导调制器结构示意图如图3-17所示。3.3.5声光波导调制器04磁光调制PARTfour3.4磁光调制3.4.1磁光体调制器磁光调制与电光调制、声光调制一样，也是把要传递的信息转换成光载波的强度(振幅)等参数随时间的变化。所不同的是,磁光调制是将电信号先转换成与之对应的交变磁场，由磁光效应改变在介质中传输的光波的偏振态，从而达到改变光强度等参量的目的。3.4磁光调制3.4.2磁光波导调制器05直接调制PARTfive3.5直接调制3.4.1磁光体调制器直接调制是把要传递的信息转变为电流信号注人半导体光源(激光二极管LD或半导体发光二极管LED)，从而获得调制光信号。1、半导体激光器(LD)直接调制的原理。3.5直接调制3.4.1磁光体调制器2、半导体发光二极管(LED)的调制特性。

3、半导体光源的模拟调制。4、半导体光源的脉冲编码数字调制。06光束扫描技术PARTsix3.6光束扫描技术3.6.1机械扫描机械扫描技术是目前最成熟的一种扫描方法。如果只需要改变光束的方向，即可采用机械扫描方法。3.6.2电光扫描电光扫描是利用电光效应来改变光束在空间的传播方向，其原理如图3-27所示。3.6光束扫描技术3.6.3声光扫描1、声光扫描原理。2、声光扫描器的主要性能参量。声光扫描器的主要性能参量有三个，即可分辨点数(它决定扫描器的容量N)、偏转时间T(其数决定扫描器的速度)和演衍射效率(它决定扫描器的效率)。07空间光调制器PARTseven3.7空间光调制器泡克耳读出光调制器(PROM)是一种利用电光效应制成的光学编址型空间光调制器。其性能比较好，目前已得到实际的应用。1、泡克耳读出光调制器的结构。2、BSO-PROM空间光调制器的工作原理。3.7.1泡克耳读出光调制器3.7空间光调制器液晶是一种有机化合物，一般由棒状柱形对称的分子构成，具有很强的电偶极矩和容易极化的化学团。3.7.2液晶空间光调制器1、声光空间光调制器。声光空间光调制器是利用声光效应来进行光调制的器件。2、磁光空间光调制器。磁光空间光调制器是利用对铁磁材料的诱导磁化来记录写人信息，利用磁光效应来实现对读出光的调制。3.7.3其他类型的空间光调制器谢谢观看第四章光辐射的探测技术01光电探测器的物理效应PARTONE4.1光电探测器的物理效应凡是能把光辐射量转换成另一种便于测量的物理量的器件，都叫做光探测器。光电探测器的物理效应通常分为两大类：光子效应和光热效应。在每一大类中又可分为若干细目。所谓光子效应，是指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。光热效应和光子效应完全不同。探测元件吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态氏改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升，温度上升的结果又使探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化。4.1.1光子效应和光热效应4.1光电探测器的物理效应在光照下，物体向表面以外的空间发射电子(即光电子)的现象，称为光电发射效应。能产生光电发射效应的物体，称为光电发射体在光电管中又称为光阴极。4.1.2光电发射效应光电导效应只发生在某些半导体材料中，金属没有光电导效应。4.1.3光电导效应4.1光电探测器的物理效应如果光导现象是半导体材料的体效应，那么光伏现象则是半导体材料的“结”效应。也就是说，实现光伏效应需要有内部电势垒，当照射光激发出电子一空穴对时，电势垒的内建电场将把电子——空穴对分开，从而在势垒两侧形成电荷堆积，称为光生伏特效应。4.1.4光伏效应4.1光电探测器的物理效应当两种不同的配偶材料(可以是金属或半导体)两端并联熔接时，如果两个接头的温度不同，并联回路中就产生电动势，称为温差电动势。4.1.5温差电效应热释电效应是通过所谓的热释电材料实现的。热释电材料首先是一种电介质，是绝缘体再详细一点说，它是一种结晶对称性很差的压电晶体，因而在常态下具有自发电极化(即固有电偶极矩)。4.1.6热释电效应4.1光电探测器的物理效应把光辐射量转换为光电流量的过程称为光电转换。光通量(即光功率)P(t)可以理解为光子流，光子能量hy是光能量E的基本单元；光电流是光生电荷的时变量，电荷是光生电荷的基本单元。基本的光电转换定律告诉我们：(1)光电探测器对人射功率有响应，响应量是光电流。因此，一个光子探测器可视为一个电流源。(2)因为光功率P正比于光电场的平方，故常常把光电探测器称为平方律探测器。或者说，光电探测器本质上是一个非线性器件。4.1.7光电转换定律02光电探测器的性能参数PARTtwo4.2光电探测器的性能参数4.2.1积分灵敏度灵敏度也常称为响应度，它是光电探测器光电转换特性的量度。4.2.2光谱灵敏度4.2.3频率灵敏度如果入射光是强度调制的，在其他条件不变下，光电流将随调制频率f的升高而下降，这时的灵敏度称为频率灵敏度。4.2光电探测器的性能参数4.2.4量子效率如果说灵敏度R是从宏观角度描述了光电探测器的光电，光谱以及频率特性，那么量子效率n则是对同一个问题的微观——宏观描述。4.2.6归一化探测度NEP越小，探测器探测能力越高，这不符合人们“越大越好”的习惯于是取NEP的倒数并定义为探测度。4.2.5通量和噪声等效功率4.2光电探测器的性能参数4.2.7其他参数光电探测器还有其他一些特性参数，在使用时必须注意，例如光敏面积，探测器电阻,，电容等。特别是极限工作条件通常规定了工作电压、电流、温度以及光照功率允许范围，正常使用时都木允许超过这些指标，否则会影响探测器的正常工作，甚至使探测器损坏。03光电探测器的噪声PARTthree4.3光电探测器的噪声4.3.1噪声概念我们知道，信号在传输和处理过程中总会受到一些无用信号的干扰，人们常称这些干扰信号为噪声。光电探测器在进行光电转换过程中，同样要引入噪声，称为光电探测器的噪声。4.3光电探测器的噪声4.3.3光电探测器的噪声依据噪声产生的物理原因，光电探测器的噪声可大致分为散粒噪声、热噪声和低频噪声三类。4.3.2噪声描述把图4-8(c)放大重画在图4-9(a)中可以看出噪声电压随时间无规则起伏。显然无法用预先确知的时间函数来描述它。然而，噪声本身是统计独立的，所以能用统计的方法来描述。04光电导探测器--光敏电阻PARTfour4.4光电导探测器————光敏电阻4.4.1光电转换原理以非本征N型材料为例，分析模型如图4-10所示。光电导探测器的实际结构，如图4-11所示。掺杂半导体薄膜淀积在绝缘基底上，然后在薄膜面上蒸镀金或钢等金属，形成梳状电极结构。4.4光电导探测器————光敏电阻4.4.2工作特性光敏电阻的性能可依据其光谱响应特性、照度伏安特性、频率响应和温度特性来判别。依据这些特性，在实际应用中就可以有侧重、从而合理地选用光敏电阻。4.4.3几种典型的光敏电阻4.4光电导探测器————光敏电阻4.4.4使用注意事项(1)用于测光的光源光谱特性必须与光敏电阻的光敏特性匹配；(2)要防止光敏电阻受杂散光的影响；(3)要防止使光敏电阻的电参数(电压功耗)超过允许值；(4)根据不同用途，选用不同特性的光敏电阻。05pn结光伏探测器的工作模式PARTfive4.5pn结光伏探测器的工作模式4.5.1光电转换原理4.5pn结光伏探测器的工作模式现在我们可以说，一个pn结光伏探测器就等效为一个普通二极管和一个恒流源(光电流源)的并联，如图4-19(b)所示。它的工作模式则由外偏压回路决定。4.5.2光伏探测器的工作模式06硅光电池————太阳电池PARTsix4.6硅光电池————太阳电池光电池也称光伏电池，工作在图4-20所示的第四象限。于光电池常常用于把太阳光能直接变成电能，因此又称为太阳电池。光电池的种类很多，如有硒光电池，氧化亚铜光电池，硫化锅光电池锗光电池，砷化惊光电池，光电池等。目前，应用最广，最受重视的是硅光电池。短路电流和开路电压是光电池的两个非常重要的工作状态，它们分别对应于Rl=0和Rl=oo的情况。4.6.1短路电流和开路电压4.6硅光电池————太阳电池在负载电阻既不短路又不开路的情况下，硅光电池就有电输出功率。只有在某一负载电阻Rm下，才能得到的最大的电输出功率。Rm称为特定照射功率条件下的最佳负载电阻。当然，同一光电池的最佳负载电阻Rm是入射光功率的函数(随入射功率的增大而减小)。4.6.2输出功率和最佳负载电阻光电池的光谱响应主要由材料决定。图4-24是两种常用光电池的光谱特性曲线。4.6.3光谱频率响应及温度特性4.6硅光电池————太阳电池光电池的频率特性一般说来不是太好。这有两个方面的原因：其一,光电池的光敏面一般做得较大，因而极间电容较大；其二，光电池工作在第四象限，有较小的正偏压存在，所以光电池的内阻很低，而且随入射光功率变化。另外，在强光照射或聚光照射情况下，必须考虑光电池的工作温度及散热措施。4.6.3光谱频率响应及温度特性4.6硅光电池————太阳电池1、实际光照射功率下的开路电压计算。一般产品手册中只给出光电池在特定(或标准光照度下的开路电压值。而在实际使用时，都常常需要知道实际使用照度下的开路电压值。2、最负载电阻的估算。如果忽略光电池串联电阻R上的压降，则负载电阻上的压降为式(4-109)所示。3、保证光电池线性工作的负载电阻的选择原则。对于光电流区域，又有两种输出方式：(1)电流输出；(2)电压输出。4.6.4缓变化光电信号探测4.6硅光电池————太阳电池光电池用以探测交变光信号的变换电路及伏安工作特性如图4-27和图4-28所示。4.6.5交变光信号探测4.6硅光电池————太阳电池在利用光电池进行光伏发电时，除了最常见的硅光电池，还有一些其他类型的光电池。1、非晶硅(a-Si)光电池。2、III~V族半导体光电池。3、CIGS薄膜光电池。4、碲镉汞(CdTe)薄膜光电池。5、染料敏化光电池。6、有机物光电池。4.6.6几种其他类型的光电池07光电二极管PARTseven4.7光电二极管4.7.1Si光电二极管制造一般光电二极管的材料几乎全部选用硅或锗的单晶材料。由于硅器件较之锗器件暗电流和温度系数都小得多，加之制作硅器件采用的平面工艺使其管芯结构很容易精确控制，因此，硅光电二极管得到了广泛应用。4.7光电二极管4.7.2PIN硅光电二极管从硅光电二极管的讨论可知，改善其频率响应特性的途径是设法减小载流子扩散时间和结电容。从这个思路出发，人们制成了一种在p区和n区之间相隔一本征层(I层)的PIN光电二极管。PIN硅光电二极管的结构及管内电场分布如图4-38所示。4.7光电二极管4.7.3雪崩光电二极管基于载流子雪崩效应，从而提供电流内增益的光电二极管称为雪崩光电二极管(APD)。由于雪崩效应的要求，必须选用高纯度,高电阻率，而且均匀性非常好的硅或锗单晶材料制备。一般光电二极管的反偏压在几十伏以下，而雪崩光电二极管的反偏压一般在几百伏量级。4.7光电二极管4.7.4光电三极管08光热探测器PARTeight4.8光热探测器热探测器的分析模型如图4-42所示。模型由三部分组成：热敏元件、热链回路和大热容量的散热器。4.8.1热探测器的一般概念由Mn、Ni、Co、Cu氧化物，或Ge、Si、InSb等半导体材料做成的电阻器，其阻值随温度而变化，称为热敏电阻。4.8.2热敏电阻利用热释电效应制成的探测器称为热释电探测器。4.8.3热释电探测器09直接探测系统的性能分析PARTnine4.9直接探测系统的性能分析我们已经知道，光电探测器的基本功能就是把入射到探测器上的光功率转换为相应的光电流。只要待传递的信息表现为光功率的变化，利用光电探测器的这种直接光电转换功能就能实现信息的解调。这种探测方式通常称为直接探测。因为光电流实际上是对应于光功率的包络变化，所以直接探测方式也常常叫做包络探测或非相干探测。与无线电波一样，评价光探测系统性能的判据也是信噪比(SNR)。它定义为信号功率和噪声功率之比。10光频外差探测的基本原理PARTten4.10光频外差探测的基本原理4.10.1光频外差探测的实验装置在说明光频外差探测的基本原理之前，我们先看一个具体的实验装置，即光频外差多普勒测速的原理装置，如图4-45所示。4.10光频外差探测的基本原理4.10.2光外差原理由上述实验装置可知，光外差必须有两束满足相干条件的光束。实际上，不管是差拍光外差探测还是零拍光外差探测，要实现某一信息解调，保证本振光束的频率和位相的高度稳定是十分重要的。激光信号已经能比较好地保证这一条件，所以激光外差探测得到了很快发展4.10.3基本特性式(4-226)出发我们还可以看出光频外差探测具有如下一些优良特性：1、高的转换增益。

2、良好的滤波性能。3、良好的空间和偏振鉴别能力。4、小的信噪比损失。5、光电探测器的外差探测极限灵敏度。4.10光频外差探测的基本原理4.10.4光频外差探测的空间相位条件光外差探测只有在下列条件下才可能得到满足：(1)信号光波和本振光波必须具有相同的模式结构，这意味着所用激光器应该单频基模运转。(2)信号光和本振光束在光混频面上必须相互重合为了提供最大信噪比它们的光斑直圣最好相等。因为不重合的部分对中频信号无贡献，只贡献噪声。(3)信号光波和本振光波的能流矢量必须尽可能保持同一方向，这意味着两束光必须保寺空间上的角准直。4.10光频外差探测的基本原理4.10.4光频外差探测的空间相位条件(4)在角准直,即传播方向一致的情况下，两光束的波前面还必须曲率匹配，即或者都是立面，或者有相同曲率的曲面。(5)在上述条件都得到满足时，有效的光混频还要求两光波必须同偏振因为在光混频面上它们是矢量相加。谢谢观看第五章光电成像系统01光电成像系统PARTONE5.1光电成像系统5.1.1光电成像系统的基本结构接收系统对景物的分解方式决定了光电成像系统的类型，基本上可分为三种：光机扫描电子束扫描及固体自扫描。5.1.2光电成像系统的基本技术参数我们将光电成像系统的基本技术参数总结如下。(1)光学系统的通光径和焦距。

(2)瞬时视场。(3)观察视场角。(4)帧时和帧速。(5)扫描效率。(6)滞留时间。02红外成像光学系统PARTtwo5.2红外成像光学系统5.2.1理想光学系统模型1、理想光学系统模型的建立。在系统设计阶段，为了简化分析过程，突出光学系统的成像特性，人们建立了理想光学系统模型。2、理想光学系统的物像关系。5.2.2光学系统中的光阑在实际光学系统中的光阑，按其作用分为以下几种。1、孔径光阑。2、视场光阑。3、渐晕光阑。4、消杂光光阑。5.2红外成像光学系统5.2.4光学系统的像差1、焦距。2、相对孔径。3、视场。5.2.5红外光学系统的特点5.2.6典型的红外光学系统红外光学系统主要由红外物镜系统和扫描系统组成。03红外成像中的信号处理PARTthree5.3红外成像中的信号处理根据红外探测器输出的信号十分微弱，且含有噪声的特点，对前置放大器的设计要求是：低噪声，高增益，低输出阻抗，大动态范围，良好的线性特征，此外,还要仔细地屏蔽，以消除干扰信号。5.3.1前置放大器信号中的直流成分常常需要在信号处理之前用隔直流的方法将其去掉，这不仅可使信号处理变得简单，而且可达到抑制背景和削弱1/f噪声的目的。5.3.2直流恢复5.3红外成像中的信号处理当使用多元探测器时，通常要采用多路转换技术把多个信号通道改变成单个信号通道。多路转换技术有两种实现方法即取样保持和CCD的并入/串出方式。5.3.3多路转换技术确定视频信号处理电路通频带的基本原则是：既要最大可能地使信号不失真，又要尽量抑制噪声，通频带由高端频率及低端频率决定。5.3.4通频带选择5.3红外成像中的信号处理由探测器输出的信号电平是目标温度的函数，这个函数由目标辐射特性、红外成像系统的光谱透过特性、探测器的谱响应特性等决定。显然，这个函数是非线性的。但是，为了显示红外图像和实际温度，要求送到显示器终端的温度信号与目标温度呈线性关系。因此，要将探测器输出的信号电压进行线性化变换和校正，使其与温度呈线性关系。5.3.5温度信号的线性化5.3红外成像中的信号处理红外图像的中心温度和整个红外图像的温度变化范围，因观察对象不同而有所不同。因此,要求显示的中心温度及温度变化范围应该是可以调节的。5.3.6中心温度与温度范围的选择为了提高图像质量，常利用计算机对红外图像进行数字化处理。通常影响红外图像质量的因素有固定噪声干扰、随机噪声干扰和响应度的差异等。5.3.7提高图像质量的计算机处理方法04红外成像系统的综合特性PARTfour5.4红外成像系统的综合特性对红外成像系统来说，系统性能的综合量度是空间分辨率和温度分辨率。本节讨论用调制传递函数(ModulationTransferFunction,MTF)描述空间分辨率，用噪声等效温差(NoiseEquivalentTemperatureDifference,NETD)、最小可分辨温差(MinimumResolvableTemperature)ifference,MRTD)和最小可探测温差(MinimumDetectableTemperatureDifference,MDTD)描述温度分辨率的理论和方法。05固体摄像器件PARTfive5.5固体摄像器件固体摄像器件的功能是把光学图像转换为电信号，即把入射到传感器光敏面上按空间分布的光强信息(可见光、红外辐射等)，转换为按时序串行输出的电信号————视频信号，而视频信号能再现入射的光辐射图像。固体摄像器件主要有三大类：电荷耦合器件(ChargeCoupledDevice,CCD)、互补金属氧化物半导体图像传感器(ComplementaryMetal-0xide-Semiconductor,CMOS)和电荷注入器件(ChargeInjectionDevice,CID)。目前，前两种用得比较多。06其他成像器件PARTsix5.6其他成像器件5.6.1微光像增强器1、基本原理。增像管是高真空直接成像器件，一般由带光电阴极层(光敏面)的输入窗、带荧光粉层(发光面)的输出窗、电子光学成像系统和高真空管壳组成，图5-49为其结构示意图。5.6其他成像器件5.6.1微光像增强器2、微光像增强器的性能参数。微光像增强器的基本参数包括光电参数(如光电阴极灵敏度增益)、图像传递性能参数(如放大率、分辨率、传递函数)和噪声参数等。带电源的像管组件还有自动光亮度控制特性和最大输出光亮度性能。3、三代像增强器。一代管以三级级联增强技术为特征，增益高达几万倍，但体积大，重量重；二代管以微通道板(MCP)增强技术为特征，体积小，重量轻，但夜视距离无明显突破；三代管则采用了负电子亲和势(NEA)GaAs电阴极，使夜视距离提高1.5~2倍以上。5.6其他成像器件5.6.2微光摄像CCD器件1、带像增强器的CCD器件：传统的微光摄像系统是将光图像聚焦在像增强器的光电阴极上，再经像增强器增强后耦合到电荷耦合器件(CCD)上实现微光摄像(简称ICCD)。2、薄型背向照明CCD器件：普通CCD器件的灵敏度和光谱响应主要取决于制作电极的多晶硅的特性。3、电子轰击型CCD器件：电子轰击型CCD器件是将背向照明CCD当作电子轰击型CCD的“阳极”，光电子从电子轰击型CCD的“光阴极”发射直接“近贴聚焦”到CCD基体上，如图5-58所示。5.6其他成像器件5.6.3纤维光学成像器件纤维光学成像器件有它许多独特的优点：第一，它是一种纯光学器件，不必进行电光光电转换，从而省去相应的电路系统与光电子器件，这不仅简化了系统，减小了体积，而且有很高的传输速度，不会因光电转换而引起失；第二，由于是全光学系统因而有非常好的抗强电磁干扰能力；第三，应用光纤束进行图像传输可将图像进行人为编排从而得到一些很特殊的效果。谢谢观看第六章显示技术01阴极射线管显示PARTONE6.1阴极射线管显示1897年德国物理学家布劳思(Braun)发明了阴极射线管(CRT)。此后，人们发现线与许多物质相互作用可使其产生荧光，可以使照相底片成像等，从而开展了阴极射线作用的观察与研究。CRT显示器主要由电子枪、偏转线圈、荫罩荧光粉层和圆锥形玻壳5大部分组成，彩色CRT的结构如图6-1所示。一、互换性基本概念02液晶显示PARTtwo6.2液晶显示液晶显示器件(LCD)是利用液态晶体的光学各向异性特性，在电场作用下对外照光进行自从1968年出现了液晶显示装置以来，液晶显示技术得到了很大发展调制而实现显示的。自从1968年出现了液晶显示装置以来，液晶显示技术得到了很大发展已经广泛应用于钟表、计算器、仪器仪表、计算机、移动设备、投影电视等家用、工业和军用显示器领域。03等离子体显示PARTthree6.3等离子体显示等离子显示板(PlasmaDisplayPanel,PDP)是指所有利用气体放电来发光的平板显示器件的总称。切电流通过气体的现象称为气体放电或气体导电。气体放电可按维持放电是否必须有外界电离源而分为非自持放电和自持放电。图6-18给出了放电管的伏安特性测试线路和一个典型的两平板电极充气元件的伏安特性曲线。6.3.1气体放电基本知识6.3等离子体显示1、基本结构。单色PDP是利用Ne-Ar混合气体在一定电压作用下产生气体放电，直接发射出582nm橙红色光而制作的平板显示器件。按其工作方式，也可分为交流和直流两种,其单元结构如图6-19所示。2、工作原理。6.3.2单色等离子体显示6.3等离子体显示3、AC-PDP的驱动。6.3.2单色等离子体显示6.3等离子体显示1、基本结构。单色PDP单元中，氖气放电只能产生橘红色单色光，不能产生多色或全色显示的彩色光，彩色PDP中，利用气体放电产生的电子或紫外光激发低压荧光粉或光致发光荧光粉发出彩色光,实现彩色图像显示。6.3.3彩色等离子体显示6.3等离子体显示2、驱动方式和灰度调制。等离子体显示板可工作在刷新工作方式或存储工作方式。PDP放电单元具有双稳态工作特性，它只能处于点亮或熄灭两种状态之一，因此PDP一般采用时间调制技术实现有灰度层次的图像显示。6.3.3彩色等离子体显示04电致发光显示PARTfour6.4电致发光显示6.4.1注入电致发光显示发光二极管(LightEmittingDiode,LED)是注入电致发光显示器件的代表。发光二极管是利用少数载流子流入PN结直接将电能转换为光能的半导体发光元件。6.4.2有机电致发光显示根据材料的不同，OLED显示器可以分为两大类：高分子器件和小分子器件。小分子OLED技术发展得较早因而技术也较为成熟。高分子OLED的发展始于1990年高分子OLED又称为PLED。05其他显示技术PARTfive6.5其他显示技术6.5.1投影显示投影显示分为CRT投影和LCD投影显示两种。6.5其他显示技术6.5.2真空荧光显示真空荧光显示(VFD)也称低能电子发光显示它利用了氧化锌(ZmoZm)等光粉在数十14伏以下的低能电子轰击下的发光现象，其基本结构如图6-30所示。MFD器件是一个典型的真空三极管结构，它由阴极、栅极、阳极组成。6.5其他显示技术6.5.3电致变色显示所谓电致变色现象，是指电致着色和发光现象，从显示的角度看则是专门指施加电压后物质发生氧化还原反应使颜色发生可逆性的电致变色现象。电致变色有三种主要形式：(1)离子电解液进材料引起变色；(2)金属薄膜电沉积在观察电极上；(3)彩色不溶性有机物析出在观察电极上。6.5.4电泳显示电泳是指悬浮于液体中的电荷粒子在外电场作用下的定向移动并附着在电极上的现象电泳广泛用于照相复制、涂复及某些金属的沉积上。在1972年发现应用可逆的电泳现象来做被动显示。谢谢观看第七章光电子技术应用实例01光纤通信PARTONE7.1光纤通信7.1.1光纤通信的发展历史光纤通信从研究到应用、发展非常迅速，技术上不断更新换代，通信能力(传输速率和中继距离)不断提高，应用范围不断扩大。从技术的角度讲，光纤通信已经历了“四代”发展：短波长光纤通信系统被认为是第一代光纤通信；长波长1.3um的多模光纤和单模光纤通信系统，构成了光纤通信的第二代；长波长15um单模光纤通信系统是光纤通信的第三代；第四代将是发展相干光纤通信或外差光纤通信(前三代均为直接检测方式)。7.1光纤通信7.1.2光纤通信的优点光纤通信的出现和发展，在通信发展史上具有深远意义，被认为是通信史上一次根本性的变革，在未来的信息社会中，光纤通信将占有主宰地位，大量的信息交换将由光纤通信网路承担。这是因为，光纤通信具有如下的优点：(1)通信容量特别大，适合于高速率的数字通信；(2)传输损耗低，中继距离长；(3)中继站无需幅度均衡措施,电路简单；7.1光纤通信7.1.2光纤通信的优点(4)多根光纤可以组成光缆，且相邻光纤之间几乎没有串音，通信质量有保证；(5)光沿光纤传播，没有大地电回路，没有接地问题，不受大地电流影响；(6)不受电磁，静电及人为扰，特别适用于电气铁路和电力线路的通信应用；(7)没有电火花产生，在易燃、易爆场合使用(例如矿井中)安全可靠；(8)窃听困难，保密性好；(9)SiO2原料丰富，取之不竭；(10)系统尺寸小、重量轻、易于敷设和处理、经济效益高。7.1光纤通信7.1.3光纤通信系统的基本组成在整个光纤通信系统中，在光发射机之前和光接收机之后的电信号段，光纤通信所用的技术和设备与电缆通信相同，不同的只是由光发射机、光纤线路和光接收机所组成的基本光纤传输系统代替了电缆传输。7.1光纤通信7.1.4光纤通信新技术光纤通信发展目标是提高通信质量，降低价格,满足社会需要。进入20世纪90年代以后，光纤通信成为一个发展迅速、技术更新快、新技术不断涌现的领域。我们主要介绍光放大和光波分复用新技术。1、掺饵光纤放大器。7.1光纤通信7.1.4光纤通信新技术2、光波分复用原理。光波分复用(WavelengthDivisionMultiplexingWDM)技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。7.1光纤通信7.1.5光纤通信局域网局域网是随着电子计算机的日益广泛应用而逐步发展起来的一种新型的数据通信网，它是一种多终端数据通信网系统，网中所连接的设备有计算机、终端存储设备、打印机、传真机、电话机和监控仪等设备。7.1.6综合业务数字网适用于更大范围或全国范围公用的数字通信网，称为“综合业务数字网”(ISDN)系统，它是一种将计算机与数字通信网相结合的，全国性综合服务的通信网。02激光测距与激光雷达PARTtwo7.2激光测距与激光雷达典型激光测距的方法有脉冲法、相位法、三角法和干涉法等，这些方法各有特点，分别应用于不同的测量环境和测量领域。7.2.1激光测距激光雷达优越微波雷达的三个方面，即分辨率高、抗干扰能力强和体积小。然而，激光雷达终究不是激光测距仪，它还要完成目标搜寻、跟踪定位所需要的扫描功能，正如优点并非绝对好一样，高分辨率带来扫描困难，光频带来传输性能不好，这些都不如微波雷达好。7.2.2激光雷达的优点7.2激光测距与激光雷达激光雷达的基本组成部分包括激光雷达发射系统、接收系统和信息处理系统。构成激光雷达发射系统最基本的组件是激光器和发射望远镜，激光雷达的接收系统主要由接收望远镜滤光器和光电探测器组成。7.2.3激光雷达原理7.2激光测距与激光雷达激光雷达的检测对象可以分为测量距离、跟踪及观测环境状态两大类。前者就是应用激光雷达系统从地面、飞机、舰船和空间