光电传感器详解：从光电效应到应用实践

"光通量Φ-自动检测技术及应用（第2版）课件 （第十章（上） 光电传感器）" 这篇课件主要涵盖了光通量的基础知识以及光电传感器的相关内容。光通量是衡量光源亮度的重要参数，它是光源在单位时间内向周围空间辐射并引起视觉的能量。单位为流明（lm），例如，100W的白炽灯可产生约1700 lm的光通量，而40W的日光灯管则可产生3000 lm的光通量。值得注意的是，人眼对不同波长的光敏感度不同，对黄光和绿光的敏感度最高，随着波长偏离这个范围，感觉的光通量会降低。 光电效应是光电传感器的基础，由德国物理学家爱因斯坦通过光量子学说解释，并因此获得诺贝尔物理学奖。光电效应分为三种类型： 1. 外光电效应，如光电管，当光照射物体时，电子从物体表面逸出。 2. 内光电效应，包括光敏电阻等，光线导致物体电阻率变化。 3. 光生伏特效应，如光电池，光照射下物体产生电动势。 光电元件根据这些效应分为半导体元件（如光敏电阻、光敏二极管）和玻璃真空管元件（如光电管、光电倍增管）。光电效应的应用实例包括光电开关和光电断续器，以及更复杂的技术如CCD图像传感器、热成像技术和光导纤维传感器。 光电管是基于外光电效应的典型例子，它由阳极和阴极构成，当光子轰击金属表面时，如果能量超过逸出功，电子将逸出形成电流。爱因斯坦光电方程描述了这个过程，其中电子逸出的速度与入射光的频率和金属的逸出功有关。只有当光的频率高于特定的红限频率时，才能发生光电效应。 本课件深入浅出地讲解了光通量的概念以及光电传感器的工作原理和应用，是学习光学测量和自动检测技术的重要参考资料。