光電的案例
光電傳感器工作原理：光電效應在檢測中的應用
光電傳感器，作為現代工業自動化領域的重要組成部分，以其高精度、高速度、高可靠性的特點，在自動化生產線、電子設備、安全監控等眾多領域發揮著重要作用。其核心工作原理便是光電效應在檢測中的應用。本文將深入探討光電傳感器https://www.misumi.com.cn/vona2/mech/M0400000000/M0401000000/M0401010000/M0401010100/的工作原理，以及光電效應在檢測中的具體應用。
一、光電傳感器的基本構成與工作原理
光電傳感器主要由發送器、接收器和檢測電路三部分構成。發送器通常包括一個光源，如發光二極管（LED）、激光二極管或紅外發射二極管，用于發射光束。接收器則包含光電元件，如光電二極管、光電三極管或光電池，用于接收并轉換光信號為電信號。檢測電路則負責濾出有效信號，并將其應用于控制系統。
光電傳感器的工作原理基于光電效應。光電效應是指當光照射在某些物質表面時，物質吸收光子的能量，使物質內部的電子從束縛狀態轉變為自由狀態，從而產生電流或電壓的現象。在光電傳感器中，發送器發出的光束照射到目標物體上，反射或透射的光束被接收器接收。接收器中的光電元件通過光電效應將光信號轉換為電信號，進而實現物體的檢測與測量。
二、光電效應在檢測中的應用
1.光電開關
光電開關是一種常見的光電傳感器，通過檢測光線的有無來實現電路的開關控制。當光束被遮擋時，接收器無法接收到足夠的光信號，進而觸發開關動作。光電開關廣泛應用于自動化生產線上的物體檢測、裝配線上的定位、安全防護等領域。
展開 2024年中國光電科技產業投資峰會暨華商光電科技產業研究院年中策略會完滿閉幕
CINNO Research 資深分析師 王菁
2024年中國光電科技產業投資峰會暨華商光電科技產業研究院年中策略會，聚焦于探討全球經濟增長放緩下中國大陸半導體和光電產業的挑戰與機遇。會議不僅帶來了當下產業技術創新和市場發展趨勢，還深入研討了產業投資動向及宏觀經濟解讀，共同探索實現芯屏互聯、穿越產業周期的戰略路徑。作為推動光電科技產業持續發展的關鍵平臺，峰會為行業提供了深度交流與合作的重要機會，匯聚了業內領袖和專家，共同助力推動中國光電科技產業邁向更加繁榮和可持續的未來。
無人機光電對抗技術研究
于周鋒，王惠林
（西安應用光學研究所，陜西 西安 710065）
摘 要：無人機以其機動性強、高效費比、無人化等獨特優勢搭載光電對抗系統應用于無人化電子戰，奪取戰場主動權，是目前光電對抗發展的熱點。分析光電偵察告警、電子壓制與干擾、光電隱身等光電對抗技術在無人機平臺的應用，重點從小型化、輕型化、標準化等方面論述無人機平臺光電技術發展的趨勢，展望了無人機蜂群技術，以及智能化光電對抗體系在未來復雜戰爭環境中，發揮光電對抗作戰效用的前景。
關鍵詞：無人機；光電對抗；電子戰；智能化
引言
在未來電子戰中奪取光電武器主動權，對奪取戰場主動權產生極其重大的影響。電子戰尤其是光電對抗武器對現代國防力量的影響完全不同于常規武器，它更具有全局性、決定性和時間性[1]。近年來電子信息、人工智能、電子電磁等技術在武器裝備中的滲透和使用，使得武器裝備智能化程度越來越高，光電對抗環境越來越復雜，常規的情報獲取、目標偵察[2]、目標打擊[3]、抗干擾和打擊的作戰效能愈加受到嚴峻挑戰[4]。同時也給戰場帶來了無人化、智能化武器裝備的新型作戰威脅。
無人機以其機動性強、無人化、擴展性廣[5]、高效費比等獨特優勢[6]，逐漸在光電對抗領域嶄露頭角。探索無人機搭載光電對抗系統，發展小型化、輕型化、標準化智能光電對抗系統成為新興的研究和應用熱點，為奪取戰爭主動權提供了強有力的保證，從戰場傳統武器平臺對抗走向智能化對抗和體系化對抗[7]。
1 光電對抗技術分類及作用
光電對抗實質是電子對抗向光頻譜段的延伸，光波是一種電磁波，具有頻率高、速度快、可重復使用、方向性好、相干性優良等諸多優點。利用無人機搭載光電對抗武器裝備，可實施戰場偵察，對敵方光電制導武器或光電偵察裝備進行攻擊和干擾，降低或打擊其作戰效能，保護己方免遭敵方攻擊和干擾。
展開 三分鐘看懂 雪崩光電二極管
雪崩光電二極管是由日本工程師“Jun-ichi Nishizawa”于 1952 年設計的。雪崩光電二極管是一種非常靈敏的半導體探測器，它利用光電效應將光轉化為電。
在光纖通信系統中，使用雪崩光電二極管等單個組件將光轉換為電信號。在雪崩過程中，電荷載流子是通過碰撞產生的。光粒子狀光子會產生許多電子，進而產生電流。
什么是雪崩光電二極管
與其他二極管相比，使用雪崩方法提供額外性能的二極管稱為雪崩光電二極管。
雪崩光電二極管將光信號變為電信號，可以在高反向偏壓下工作。雪崩光電二極管的符號是類似齊納二極管。
雪崩光電二極管結構
PIN 光電二極管和雪崩光電二極管的結構相似，包括兩個重摻雜區和兩個輕摻雜區，重摻雜區域是 P+ 和 N+，而輕摻雜區域是 I 和 P。
在本征區中，與 PIN 光電二極管相比，雪崩光電二極管的耗盡層寬度相當薄。此處，p+ 區的作用類似陽極，而 n+ 區的作用類似陰極。
與其他光電二極管相比，雪崩光電二極管在高反向偏置條件下工作。因此，通過光撞擊或光子形成的電荷載流子使雪崩倍增。雪崩作用可使光電二極管的增益提高數倍，以提供高靈敏度范圍。
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Lumerical 單行載流子光電探測器仿真方法
然而，與PIN光電二極管相比，UTC的能帶結構要求通常需要III-V材料來實現，這使得在與硅基光子系統集成時面臨額外的挑戰。
本例中光電探測器是基于集成在硅基光子系統上的InP/InGaAs混合波導光電二極管所設計的[2]。其包括100nm厚的InP鍵合/匹配層、250nm厚的GaAs吸收體和700nm厚的In P本征收集層。材料堆疊和相關的帶結構如下圖所示。測量了長度為25um、50um和150um的光電探測器[2]。
光學設計
使用FDTD求解器，計算出不同結構參數下光電探測器中的光場變化（主要以電場E的形式表示）。
光電探測器樣光傳播方向（Y）的截面
監視器1中的光場分布（YZ方向）
在得到光場后，軟件內置的分析腳本將自動的計算出光產生速率，同時會根據光生成率在光傳播方向（y）上的平均值生成一個文件，此文件將在CHARGE中用于電學仿真。
光生成速率的平均值示意圖
產生速率分析還基于輸入功率和器件體積來計算光電探測器的響應度。因此調整光電探測器的（Y方向）的長度，可以初步觀察到響應度的變化。
電學設計與光電響應
穩態：暗電流和響應
文獻中[2]測量到的暗電流小于10nA。為了模擬光電探測器的穩態特性，我們將FDTD中計算出的長度為50μm的光電探測器的光學生成率導入到CHARGE電學仿真當中，將偏置從-5V掃到1.5V，進行暗電流模擬和響應模擬。從光電流響應來看，響應度為1.07A/W，表明復合損耗可忽略不計。
展開 Ansys Lumerical | 單行載流子光電探測器仿真方法
綜述
在本例中，我們將研究混合硅基光電探測器的各項性能。單行載流子（uni-traveling carrier，UTC）光電探測器（PD）由InP/InGaAs制成，其通過漸變耦合的方式與硅波導相連。在本次仿真中，FDTD模塊將分析光電探測器的光學響應，CHARGE模塊將分析器件的電學特性。
背景
光電探測器的主要作用是將光信號轉換為電信號，以解碼出加載到光信道上編碼的信息。因此我們可以使用Lumerical的光學和電學求解器對此類器件進行精確模擬和優化。首先采用時域有限差分（FDTD）方法模擬了光電探測器的光學特性，計算光學吸收功率可以得出電子-空穴對的局部產生率。然后，將光學仿真求得的電子空穴對產生速率導入電學仿真（CHARGE）中用于求解的連續性方程。
對于高速光電二極管，通過將吸收層與收集層解耦，可以使用單行載流子（UTC）設計來優化渡越時間響應[1]。在傳統的PIN結構中，載流子是在本征區中光生的，在本征區中，強場將載流子分離以產生光電流。載流子的速度通常是有限的，并且在大多數常見的材料（如鍺）中空穴比電子慢，這會導致延遲和不對稱響應。通過結合窄帶隙和寬帶隙半導體，可以隔離單個載流子類型（通常是電子），使得器件的光響應僅取決于這些載流子的傳輸。然而，與PIN光電二極管相比，UTC的能帶結構要求通常需要III-V材料來實現，這使得在與硅基光子系統集成時面臨額外的挑戰。
本例中光電探測器是基于集成在硅基光子系統上的InP/InGaAs混合波導光電二極管所設計的[2]。其包括100nm厚的InP鍵合/匹配層、250nm厚的GaAs吸收體和700nm厚的In P本征收集層。材料堆疊和相關的帶結構如下圖所示。測量了長度為25um、50um和150um的光電探測器[2]。
展開 光電式液位傳感器的水位控制簡單知識
光電式液位傳感器/光電液位開關LLC200D3SH（工業級）特性：
1) M12或者1/2” SAE接口
2) 三線電氣接口
3) 250mA輸出
4) 有常溫和高溫型兩種版本可供選擇（高溫可達125攝氏度）
光電式液位傳感器/光電液位開關LLC200D3SH（工業級）電氣特性：
【米思米機械設備知識分享】- 光電傳感器在FA生產線上有哪些應用
光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件，首先把被測量的變化轉變為信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件3部分組成。光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸等優點，而且可測參數多，傳感器的結構簡單，形式靈活多樣，體積小。
近年來，隨著光電技術的發展，光電傳感器已成為系列產品，其品種及產量日益增加，用戶可根據需要選用各種規格產品，在工業自動化生產線上獲得廣泛的應用。
1.光電式帶材跑偏檢測器
帶材跑偏檢測器用來檢測帶型材料在加工中偏離正確位置的大小及方向，從而為糾偏控制電路提供糾偏信號，主要用于印染、送紙、膠片、磁帶生產過程中。
2.包裝充填物高度檢測
用容積法計量包裝的成品，除了對重量有一定誤差范圍要求外，一般還對充填高度有一定的要求，以保證商品的外觀質量，不符合充填高度的成品將不許出廠
3.光電色質檢測
若包裝物品規定底色為白色，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，接通電磁閥，由壓縮空氣將泛黃物品吹出。
4.彩塑包裝制袋塑料薄膜位置控制
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檢測，并經放大后去控制電磁離合器。
5.其他方面的應用
利用光電開關還可以進行產品流水線上的產量統計、對裝配件是否到位及裝配質量進行檢測，例如灌裝時瓶蓋是否壓上、商標是否漏貼，選購米思米光電傳感器https://www.misumi.com.cn/vona2/mech/M0400000000/M0401000000/M0401010000/
此外，利用反射式光電傳感器可以檢測布料的有無和寬度。
展開 LED｜華燦光電起訴三安專利侵權！LED行業知識產權大戰升級
8月7日，從知情人士處獲悉，
華燦光電
已經起訴
三安光電
侵犯其專利，法院已正式立案。
據了解，
華燦光電
此次起訴
三安光電
股份有限公司、廈門
三安光電
有限公司、安徽三安光電有限公司等公司侵犯其第ZL 201220399415.7【案件號：(2021)粵03民初1945號】和第ZL 201811133968.6【案件號：(2021)粵03民初1946號】兩項核心專利，專利名稱分別為“高壓發光二極管芯片”“發光二極管外延片及其制造方法”。
華燦光電
要求三安光電停止制造、許諾銷售和銷售侵犯上述專利權的產品，并銷毀全部用于生產侵權產品的設備以及相關模具，并賠償華燦光電經濟損失共記8000萬元。
這是LED行業兩大龍頭企業間專利糾紛的延續和升級。從市值、營收等角度講，三安光電是絕對的行業龍頭老大，其最新的市值已經高達1800多億，而華燦光電才150多億。
2020年9月，三安光電對華燦光電及其下屬公司提起兩起專利侵權訴訟，訴稱華燦
光電股份
有限公司、華燦光電(浙江)有限公司、華燦光電(蘇州)有限公司等侵犯其第ZL 201210286901.2號發明專利和第ZL 02142952.9號發明專利，專利名稱分別為“氮化物半導體發光器件以及制造其的方法”和“半導體發光元件和半導體發光裝置”。
三安光電當時提出，華燦光電侵犯了其在氮化物LED制造中提高光提取效率和提高空穴注入效率方面的專利技術，并要求賠償三安光電經濟損失共8000萬元。
有LED行業的資深
高管
分析，兩家公司都是LED芯片行業的龍頭，雙方都積累了大量的專利，“你來我往”并不令人意外。
展開 光電二極管（PhotoDiode）”彎道超車“—走AEC-Q102標準認證道路
由福特、克萊斯勒、通用組成的汽車電子委員會（AEC）頒布了光電器件的可靠性標準AEC-Q102，對光電器件的可靠性展開了嚴格的測試要求，為主機廠提供了可靠性高、使用壽命長的光電器件，推動車規級芯片技術突破與產業化發展。
AEC機構背景及AEC-Q系列認證
汽車電子協會 Automotive Electronics Council , AEC是建立可靠、高質量電子元器件標準的標準化機構，1993年發起建立通用零件資格標準體系 AEC。滿足這些標準的元器件能適用于汽車環境的最低要求，無需進行額外的元器件級鑒定測試。
AEC-Q100 基于集成電路失效機理的應力測試條件
AEC-Q101 基于失效機理的車用半導體分立器件應力測試條件
AEC-Q102 基于失效機理的車用半導體發光器件應力測試條件
AEC-Q103 基于失效機理的車用 MEMS 壓力器件應力測試條件
AEC-Q104 基于失效機理的車用 MCM 器件應力測試條件
AEC-Q200 無源器件應力測試條件
AEC-Q102測試與光電二極管
在AEC-Q系列認證家族中，AEC-Q102標準是基于失效機制的汽車光電半導體應力測試規范，產品范圍包括LED燈珠、光電二極管、光電晶體管、激光組件等。通過AEC-Q102認證對企業是一個漫長的過程，要求一款產品從設計研發之初就需要對標這個測量標準，反復進行試驗，及時發現并改進產品缺陷，才能使得量產成品能夠順利通過AEC-Q102的認證，并最終為車企選擇提供依據。
展開 臺灣美祿丨光電耦合器MPC354的參數大全
光電耦合器能夠在電路中起到代替繼電器、變壓器等器件的作用，而用于隔離電路、開關電路、數模轉換、邏輯電路、過流保護、長線傳輸、高壓控制及電平匹配等。三極管輸出型光電耦合器的特點，是具有很高的輸入輸出絕緣性能，頻率響應可達300kHz，開關時間數微秒。
光耦亦稱光電隔離器或光電耦合器，作為一種隔離電子器件，光耦主要對強電和弱電有著卓越的隔離作用，因此光耦在數字電路上得到了廣泛的應用。
光電三極管又叫光敏三極管，是一種相當于在三極管的基極和集電極之間接入一只光電二極管的三極管，光電二極管的電流相當于三極管的基極電流。從結構上講，此類管子基區面積比發射區面積大很多,光照面積大，光電靈敏度比較高，因為具有電流放大作用，在集電極可以輸出很大的光電流。
光耦合器是一種以光為媒介傳輸電信號的設備；通常，發光器件（紅外發光二極管LED）和受光器（光敏半導體管，光敏電阻）被封裝在同一殼體中。當在輸入端施加電信號時，發光器發出光線，并且受光器在接收到從輸出端流出的光之后產生光電流，從而實現“電-光-電”控制。由于光耦種類繁多，結構獨特，特點突出，因而其應用十分廣泛。
由工采網代理的臺灣美祿的光耦-MPC354系列結合了兩個AlGaAs紅外發射二極管作為交流輸入，其光耦合到一個硅平面光電晶體管探測器在塑料SOP4封裝與不同的鉛形成選項；具有堅固的共面雙模結構，提供了穩定的隔離功能。
MPC354系列將兩個砷化鋁鎵紅外發射二極管作為交流輸入，其光學耦合到塑料SOP4封裝中的硅平面光電晶體管探測器，具有不同的鉛形成選項。MPC354系列具有堅固的共面雙模子結構，具有較穩定的隔離特性。
光耦合器屬光電器件中之一環，系一發光及受光元件的組合體，借由光的傳輸達到導通的要求，為一理想的絕緣體，因此在許多電子電器產品上，皆采用此器件作為【高壓隔離】用途。
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適用于化工腐蝕性液體液位檢測的光電液位傳感器
光電式液位傳感器/光電液位開關LLC200D3SH（工業級）典型應用:
1.機器潤滑油、散熱劑、冷凍劑液位檢測
2.齒輪箱、傳動箱油劑液位檢測
3.泵、變速箱液位檢測
光電式液位傳感器/光電液位開關LLC200D3SH（工業級）特性：
1) M12或者1/2” SAE接口
2) 三線電氣接口
3) 250mA輸出
4) 有常溫和高溫型兩種版本可供選擇（高溫可達125攝氏度）
光電式液位傳感器/光電液位開關LLC200D3SH（工業級）電氣特性：
光電液位開關應用技術詳解
光電液位開關是一種可以測量液位的開關，被廣泛應用于工業、電力、水利、治金、石油、化工等領域中。光電液位開關與其他液位開關相比具有檢測距離長、對檢測物體限制少、響應時間短、分辨率高等優點，下面工采網小編就來具體介紹一下光電液位開關的相關應用技術吧。
光電液位開關，它的主要組件是一個由耐磨聚合物或玻璃材質做成的探頭，其中集成有紅外(IR)光源和光學探測器。當探頭處在空氣中，紅外光線反射到傳感器尖端的內部，不產生外射，全部光信號都可以反射到光學探測器。相反，當浸入液體中時，這種紅外光將從尖端折射出去進入待測液體，導致折回光信號減弱，最終光學探測器這端接收到的光信號降低。
工采網提供多種不同的光電液位開關選擇，這些光電開關功能可靠，體積小、設計緊湊、耐用耐腐蝕并且檢測精準、使用方便，有助于防止出現如液體溢出或者出現干燒的情況，還能夠檢測到油箱或其他容器中最低的液位高度。這些光電液位開關可長久地應用于防洪和工業監測等各種應用，它們不受不利的工藝條件或環境光的影響，盡可能提供最精確的單點液位監測。至今，工采網代理的SST光電液位開關中，SST提供的光電液位開關探頭集中在以下三種材質：透明尼龍、聚砜和玻璃，具體采用哪種材質客戶需要根據自身的應用環境決定。
展開 液位傳感器方案：光電式液位傳感器應用詳解
液位傳感器種類多而繁雜，光電液位傳感器憑借測量準確、精度高、響應速度快、技術先進、功耗低等優點在液位傳感器市場中占有獨特的優勢。光電式液位傳感器是通過光學反射原理，根據內部接收管所接收到的反射光線情況來檢測液位高低的。當傳感器頭部處于無水狀態時，光線直接反射和接收器。當傳感器頭部被液體覆蓋時，光線會折射在液體中，只有少部分或沒有光線反射回傳感器內部的接收器。
另一方面光電式液位傳感器還有可以分為單點、多點兩種。光電探頭體積相對小巧，可以在一個測量體上安裝多個光電探頭制成多點液位傳感器。可有一只光電液位傳感器即可檢測多個液位點的。工釆網提供的英國SST 光電式液位傳感器/光電液位開關 - LLC200D3SH提供單點液位檢測， TTL兼容的推挽輸出。設計傳感器含有一個紅外發射源和一個探測器，安裝位置精確，以確保兩者在空氣中達到很好的光耦合。當傳感器的錐形端浸入液體時，紅外光會透射出錐形面，到達探測器的光強就會變弱。
該LLC系列光電液位傳感器（工業級型、光電水浸傳感器）專為工業應用而設計。能勝任工業應用中重負荷的環境。本系列產品適合寬電壓范圍供電環境，驅動電流可達到250mA。因此，該系列傳感器可以直接驅動報警以及其他設備。
光電式液位傳感器/光電液位開關LLC200D3SH（工業級）特性：
1) M12或者1/2” SAE接口
2) 三線電氣接口
3) 250mA輸出
4) 有常溫和高溫型兩種版本可供選擇（高溫可達125攝氏度）
光電式液位傳感器/光電液位開關LLC200D3SH（工業級）電氣特性：
展開 光電耦合器的工作原理以及應用
光電耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光電耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。
在光電耦合器輸入端加電信號使發光源發光，光的強度取決于激勵電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應而產生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實現了電一光一電的轉換。
光電耦合器主要由三部分組成：光的發射、光的接收及信號放大。光的發射部分主要由發光器件構成，發光器件一般都是發光二極管，發光二極管加上正向電壓時，能將電能轉化為光能而發光，發光二極管可以用直流、交流、脈沖等電源驅動，但發光二極管在使用時必須加正向電壓。光的接收部分主要由光敏器件構成，光敏器件一般都是光敏晶體管，光敏晶體管是利用PN結在施加反向電壓時，在光線照射下反向電阻由大變小的原理來工作的。
光的信號放大部分主要由電子電路等構成。發光器件的管腳為輸入端，而光敏器件的管腳為輸出端。工作時把電信號加到輸入端，使發光器件的芯體發光， 而光敏器件受光照后產生光電流并經電子電路放大后輸出，實現電→光→電的轉換，從而實現輸入和輸出電路的電器隔離。由于光電耦合器輸入與輸出電路間互相隔離，且電信號在傳輸時具有單向性等優點， 因而光電耦合器具有良好的抗電磁波干擾能力和電絕緣能力。
推薦兩款由工采網代理的來自臺灣美祿的光耦合器，首先是光耦 - MPH-314,MPH-314系列光耦合器非常適合驅動電源逆變器和用于電機控制的逆變器和MOSFET。它包含一個LED光學耦合到一個具有功率輸出級的集成電路。光耦合器在-40°C~+110°C的溫度范圍內保證其工作參數。
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