光电传感器应用详解：CCD与CMOS图像传感器

"该课程主要涉及光纤大电流传感器和光电传感器的应用，特别是第十章下篇内容，涵盖了图像传感器（如CCD和CMOS）和热成像技术的介绍。" 光纤大电流传感器利用的是法拉第效应，这是一种物理现象，当光在含有介质的光纤中传播，如果存在沿光传播方向的强磁场，光的振动方向会发生偏转。偏转的角度ψ与磁感应强度B和光在介质中穿过的距离l的乘积成正比，比例系数V被称为费尔德常数，与介质特性和光波频率有关。这种现象对于监测大电流非常有用，因为电流产生的磁场可以影响通过光纤的光。 第十章下篇光电传感器深入探讨了几个关键主题： 1. 图像传感器及应用：图像传感器主要分为两大类，即CMOS和CCD。CCD图像传感器以其高集成度、高分辨率和宽动态范围而被广泛应用，例如在军事、卫星、医疗、天文和图像识别等领域。相比之下，CMOS图像传感器因其价格低廉、低功耗、响应速度快和感光面积大等优点，常见于视频设备、相机和监视器等。 2. CCD图像传感器的工作原理：CCD器件由光敏元、转移栅、模拟移位寄存器和辅助电路构成。光敏元实际上是一个MOS电容器，能存储电荷。当光照射到光敏元上，光的强度会转化为电荷量，然后通过转移栅和移位寄存器依次传输到视频输出端，从而实现图像信号的再现和处理。 3. CCD图像传感器的分类：包括线阵和面阵两种类型。线阵CCD适用于一维光强变化的检测，而面阵CCD则可以捕捉二维图像，常用于数码摄影。根据颜色感知，CCD还可以分为单色和彩色，后者能够捕捉真实色彩的图像。 4. 热成像技术及应用：虽然未详细展开，但热成像技术通常基于探测物体发出的红外辐射来创建温度分布图像，广泛应用于建筑检查、医疗诊断、安全监控等领域。 这个课件提供了全面的光电传感器知识，特别是针对CCD图像传感器的深入理解，有助于读者掌握这些传感器的工作原理、应用领域以及分类，对于理解和应用相关技术具有重要的参考价值。