光电子技术及应用精选(九篇)
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第1篇：光电子技术及应用范文
1概述
自本世纪五十年代未第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台，以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的一次革命，使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子的诞生。进入70年代晶闸管开始形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品，普通晶闸管不能自关断的半控型器件，被称为第一代电力电子器件。随着电力电子技术理论研究和制造工艺水平的不断提高，电力电子器件在容易和类型等方面得到了很大发展，是电力电子技术的又一次飞跃，先后研制出GTR.GTO，功率MOSFET等自关断全控型第二代电力电子器件。而以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的第三代电力电子器件，开始向大容易高频率、响应快、低损耗方向发展。而进入90年代电力电子器件正朝着复台化、标准模块化、智能化、功率集成的方向发展，以此为基础形成一条以电力电子技术理论研究，器件开发研制，应用渗透性，在国际上电力电子技术是竞争最激烈的高新技术领域。论文百事通
2电力电子器发展回顾
整流管是电力电子器件中结构最简单，应用最广泛的一种器件。目前已形成普通型，快恢复型和肖特基型三大系列产品，电力整流管对改善各种电力电子电路的性能，降低电路损耗和提高电流使用效率等方面都具有非常重要的作用。自1958年美国通用电气GE公司研制出第一个工业用普通晶闸管开始，其结构的改进和工艺的改革为新器件开发研制奠定了基础，在以后的十年间开发研制出双向，逆变、逆导、非对称晶闸管，至今晶闸管系列产品仍有较为广泛的市场。
1964年在美国第一次试制成功了0.5kV/0.01kA的可关断的GTO至今，目前以达到9kV/0.25kA/0.8kHz的可关断的GTO至今，目前以达到9kV/2.5kA/0.8kHZ及6kV/6kA/1kHZ的水平，在当前各种自关断器件中GTO容量量最大，但其工作频率最低，但其在大功率电力牵引驱动中有明显的优势，因此它在中压、大客量领域中占有一席之地。70年代研制出GTR系列产品，其额定值已达1.8kV/0.8kA/2kHZ，0.6kV/0.003kA/100kHZ，它具有组成的电路灵活成熟，开关损耗小、开关时间短等特点，在中等容量、中等频率的电路中应用广泛，而作为高性能，大容量的第三代绝缘栅型双极性晶体管IGBT，因其具有电压型控制，输入阻抗大、驱动功率小，开关损耗低及工作频率高等特点，其有着广阔的发展前景。而IGCT是最近发展起来的新型器件，它是在GTO基础上发展起来的器件，称为集成门极换流晶闸管，也有人称之为发射极关断晶闸管，它的瞬时开关频率可达20kHZ，关断时间为1μs，dildt4kA/ms，du/dt10-20kV/ms，交流阻断电压6kV，直流阻断电压3.9kV，开关时间<2ks，导通压降3600A时，2.8V，开关频率>1000Hz。
3电力电子器件发展趋势
进入90年代电力电子器件的研究和开发，已进入高频化，标准模块化，集成化和智能时代。从理论分析和实验证明电气产品的体积与重量的缩小与供电频率的平方根成反比，也就说，当我们将50Hz的标准二频大幅的提高之后，使用这样工频的电气设备的体积与重量就能大大缩小，使电气设备制造节约材料，运行时节电就更加明显，设备的系统性能亦大为改善，尤其是对航天工业其意义十分深远的。故电力电子器件的高频化是今后电力电子技术创新的主导方向，而硬件结构的标准模块是器件发展的必然趋势，目前先进的模块，已经包括开关元件和与其反向并联的续流二极管在内及驱动保护电路多个单元，并都以标准化和生产出系列产品，并且可以在一致性与可靠性上达到极高的水平。目前世界上许多大公司已开发出IPM智能化功率模块，如日本三菱、东芝及美国的国际整流器公司已有成熟的产品推出。日本新电元公司的IPM智能化功率模块的主要特点是：新晨
3.1它内部集成了功率芯片，检测电路及驱动电路，使主电路的结构为最简。
3.2其功率芯片采用的是开关速度高，驱动电流小的IGBT，且自带电流传感器，可以高效地检测出过电流和短路电流，给功率芯片以安全的保护。
第2篇：光电子技术及应用范文
【关键词】地面数字化 电视 传输
地面数字化电视以高清晰的图像、较快的传播速度、传播面更宽广的功能，向世界的各个角落传播着社会的实时新闻、娱乐快报及其他信息，实现信息传送的自动化处理性能和信息数字化，加速各国与各国之间的相互交流，具有重要的现实意义。
1 地面数字化电视的基本概述及特点
（1）传统的模拟信号是通过电视塔发送再到电视机上，地面数字电视技术是对这一技术的进一步深化，是另一种重要的传送类型。随着通讯卫星采用数字化方式，广泛传播着高清晰、高质量的节目源的发展，相应地推动促进了地面数字电视广播的加速发展，通过融合芯片将通讯卫星传播的节目源翻译成规定的编码，转化为数字信号，然后通过电视广播传送到电视机上，展现在受众面前。地面数字化传送技术的发展和普及，带动地面数字化电视产业的发展，在我国已是大势所趋，前景无限广阔。
（2）地面数字化电视技术具有内容丰富、信息容量大、支持固定和移动信息接收；操作模式灵活、支持数据广播、互联网等不同信息的应用；同时设计了先进的调制系统，降低了发射功率，增强了抗干扰能力；播放质量高、清晰度强、发射频率网络覆盖区域广；最具特色的是具有便民性，在当地数字电视信号没有加密的状态下，人们可以用自代的拉杆天线接收到数字电视信号，观看到当地的电视节目。
2 地面数字化电视的发展过程及影响因素分析
二十世纪九十年代末，我国研制成功了继世界三国之后的数字电视，数字电视在我国发展成了一个新型产业。数字电视试行初期，主要用于没有网络覆盖的地区，以及移到客户终端，比如乡村、工程机市场、手机等；2005年，我国发射直播卫星成功后，开始直播地面数字电视；2007年倡导数字电视一体机的思想，提出符合我国数字电视地面传输标准接收设备的研发，形成产业化；地面数字化电视抓住契机，进行了研发培育，希望实现数字一体机规模化；在中国地面数字电视的元年（2008年），国家用数字电视一体机全程高清地播放了北京奥运会比赛盛况。这代表了我国数字电视的技术走向成熟，并拉开了全面推进地面数字电视广播的序幕，预示着我国数字电视将发生跨越式的突破进展，鉴于老式模拟信号电视机仍在市场占有一定比例，用户也不在少数的情况，国家数字电视产品技术科研发人员设计了一款将数字信号转换成模拟信号，通过视频输出电路传送的装置―机顶盒。这是将系统架构、软硬件设计等关键技术整合一体的数字电视接收设备，便于所有家庭智能电视和交互式多媒体的应用。
但是地面数字电视也具有它的局限性，一是地面数字电视信号频道数量有限，不能满足受众的多样需求，二是数字信号采用单向传输，不能实现与有线电视网络的智能互动，三是目前信号传送质量没有完全过关，信号仍不太稳定，四是造价高，收费档期节目，不受观众的喜爱。
3 地面数字化电视技术在实践中的应用探讨分析
3.1 正确选择天线及着落地址，确保数字电视信号质量高
发射天线是连接电视塔与地面数字电视信号的桥梁，是对电磁波的空间辐射。选址一般原则是：山高路陡地形，发射塔就低装置，平地宽敞地形，发射塔就制高点安装。发射天线将电视塔发出的信号辐射到地面数字电视，但是地面数字电视信号的磁场具有方向性，对信号的传输质量有着不小的影响。因此对发射天线的选择不可掉以轻心，不以为然。针对不同的地域，不同的地形条件，选择不同的发射天线，比如多林、多水地带、潮湿的区域，选择垂直极化的发射天线，其原因是树叶茂盛、含水量增多，使天线和地面之间的介电常数、电磁波等发生变化的影响；宽敞无遮挡的地方，选择水平极化的发射天线为宜。在装置设备的位置确定中，要避免两种情况，一是选定发射地址距离过于稀疏，产生数字电视信号辐射不到，信号强度不够，造成传输死角；另一种情况是位置距离设定太密，产生传输信号重叠、相互干扰，影响收视质量，同时增大了经济成本，造成极大的浪费。
3.2 不同的地域选择不同的发射频率
地面数字电视实验对于工作频率是有要求的，一般的功放模块都要在一定的工作频率范围内操作，再者就是调制系统是用芯片来完成输送，对于不同速度的移动接收，就有不同的频率变动，高速移动接收采用频率低，多普勒频率移动小的装置比较有利，否则就是以频率大，多普勒频率移动大的装置适宜。再次就是在规定的工作频率范围内的最低端，根据实验证明，电磁干扰极为严重，发射频率过大。尤其在多水、湿地、树密的地域，这些地形状况对无线数字信号的吸附率非常强，并随着工作频率的增高变成更加增大，大大减低了数字信号的传播速度，因此在这样的地段，要选择正确的工作频率装置。
3.3 充分合理地利用场强的作用
场强是客观存在的事物，是两种以上电荷之间的相互作用，相互移动，形成电磁场。电磁场强度取决于电磁波的变动，电磁波强弱不断的变化，这种变化就代表了信息的传递。因此场强越强，传播的信息速度就越快，数字电视信息接收的质量就越高，电视节目就越清晰。不同的地区的地形特点，增加发射机功率来提高载噪比，提高信号接收的灵敏度；但如果一个地区，有足够的场强，就意味着覆盖性能较好，接收信号的灵敏度就高，发射天线处的信噪比就低，大可不用增加发射机功率，减少成本费用，就可以收到良好的收视效果。
随着国家对数字电视的高度重视，全国各个部门从加快普及地面数字电视接收机角度来推动数字电视产业的发展，加强宣传，积极引导，提高人民大众的认知度和执行力，促进了我国的地面数字电视产业的健康、稳步的发展。
参考文献
[1]杨彤.浅谈数字电视技术发展状况以及具体施工技术[J].黑龙江科技信息， 2011（09）.
[2]姜文波，周卫华，李熠星，夏平建，朱建标，叶进，文艺.专题研讨之三地面数字电视[J].广播与电视技术，2009（05）.
[3]卢清松.数字电视技术发展状况以及具体施工技术初探[J].科技资讯，2012（22）.
第3篇：光电子技术及应用范文
【关键词】自动化仪表测量；光电传输系统；光电技术；原理
1.前言
高科技技术以飞速度发展，越来越高的工业自动化水平，使得自动化控制技术应用的领域在逐步的扩大。伴随着微电子技术以及计算机技术的发展，测量仪器和技术也得到了最大水平的发展，先后研制出了很多的高科技、高智能的测量仪器。任何一台仪器都离不开计算机的硬件以及软件的支持，充分利用了其优势，使仪器的测量功能大大增多，技术性能也得到了大幅度的提高。对于一些电参数的测量，包括电压、电流、相位、功率等，因为有很多模拟指针式仪表的存在，例如电压表、电流表、相位表、功率表等等，虽然很多仪器有了较高的智能化，可是这些智能仪器只能以计算机为媒介实现数据基本的打印和处理工作，未能实现真正意义上的自动化测试，工作人员的工作量还是很大，很多工作都是通过人工完成，譬如测试点必须通过人眼进行瞄准定位，手动完成仪器的操作，这样的工作方式不但使工作效率低，而且使工作人员的工作强度较大，并且引入了大量的人为误差。为了减小测量工作的工作周期，降低工作人员的工作量以及提高工作效率，实现仪表测量的自动化是迫切需要解决的问题。
2.光电传输系统的组成原理
一般情况下，光电传输系统是由包括光源在内的发射电路、光纤和包括光检测器的接收电路组成。结构如图1所示。发射电路常常由信号处理、调制以及E/O即电光转化构成，发射电路的作用主要是使先将测量信号转化为便于调制的信号，再通过被调制好的信号使发光二极管工作，使电信号向光信号转化。通过光纤，光信号传至接收电路；通常情况下，接收电路由光电转换、信号的解调以及处理三部分组成，接收电路的主要功能是将通过光纤传进来的光信号通过光电转换装置还原为电信号，再由信号解调以及处理装置恢复成最初要被测量的电信号。光电传输系统通常使用由光电二极管以及发光二极管组合成的电光及光电转化装置，进行传输的光纤多采用多模光纤。
根据信号的调制和解调方式的不同，将光电传输系统分为三大类：模数转换方式、压频转换方式、调幅方式。详见以上结构图。
模数转换方式也被称为脉冲编码调制方式，就是信号将通过ADC即模数转换器来使光源工作，此时的信号为数字信号，低压侧两端将使数字信号通过数模转换器转换成模拟信号.脉冲编码调制方式的应用大大提高了光电传输系统的传输精度。对于不必将信号还原为模拟信号的电路其接收端的电路相对来说比较简单，不必对信号进行处理，直接将信号和计算机进行连接。因为脉冲编码调制方式对时序控制电路有要求，所以对应的电路系统比较复杂，并且导致传输的速度较低。可是这种调制方式易与数字式的仪表连接，所以在电力控制系统以及继电保护领域应用的较为广泛。
压频转换方式也被称为脉冲频率调制方式，就是通过对基带信号的模拟进行对载冲脉波调频，脉冲频率的变化规律通过基带信号的幅值变化规律进行观察，进而光源的光强通过脉冲调频信号进行调制。在低压侧一端，通过频压转换器解调脉冲信号。通过压频转换方式，存在于下文将要介绍的调幅方式中的温度稳定性以及非线性的问题能够有效的得到解决。并且不需要编码，较为方便的进行解调与调制，不管环境多么复杂都可以应用该系统。在中短途的传输中比较适合。此外，对于光电转换模块的输出，可以直接将数字信号进行输出，不必解调。处理之后的信号在微机单元里面进行应用。
一般情况下，调幅方式即是将要进行测量的信号可以不通过调制而直接作为光源的驱动信号，通过观察光信号的强弱来判断被测信号的大小，光越强，被测信号越大，反之就会越小，而且在与之对应的低压侧的接收电路，也是不需要解调电路的。此种方式的光电电路具有比较简单的结构电路，但是通过光纤的信号是模拟信号，一些外界因素例如噪音温度等将会对信号产生较大的影响，线性度比较低，稳定性相对来说较差，所以在实际应用时具有一定的难度。其适用在外界温度变化较小的环境里，且仅适合较短距离的传输。
3.光电技术在自动化仪表中实现方法及原理
要想实现测量电参数的自动化，首先要研制出可以实现人眼功能的仪器来代替人眼的测量，而且该仪器的性能和瞄准度一定要高，当前大多数使用的标准仪器例如标准源、标准表等都自带和上位机向连接的端口，在硬件方面，要想实现测量系统的自动化还是比较简单的，若将质量在不断提高的CCD器件看作是一个人眼仿真技术的标准，是完全能够实现电参数测量的自动化的。具体的结构图如图2所示。
3.1 利用光原理的成像系统以及分辨率较高的CCD
图3所示的为光学成像原理图，其体现的主要是通过远心光学系统，使被测量的仪表指针以及表盘映射到CCD器件的表面，通过驱动器的作用，CCD器件把指针以及表盘的相关信号传送给模数数据采集系统进行转换。传输的数据在存储器中以矩阵的形式进行存储，便于计算机识别成像数据。通常情况下敏单元的尺寸为10m×10m的。而1024×1024为面阵CCD的尺寸。此种照明方式为同轴照明，通过光源亮度的自动调节来实现的。使用16位的模数数据采集卡进行模数信号的采集，这种采集方式可以将非线性误差控制在0.006FSR以内，进行转换的时间不大于17微秒。
3.2 微机控制技术
当前的计算机控制技术可以被分为两部分内容，一部分是将VC语言作为计算机的操作平台，与数据库管理系统相结合共同构成了计算机控制系统的软件，控制方式如下：通过计算机对需要检测的指针表的测试点进行设置，譬如对于5安培的表，可以将五个点设置在20%、40%、60%、80%、100%处，分别对应着1到5安培五个点，然后通过计算机给标准源发出信号令电流进行平滑的上升，当指针与表盘的20%刻度向吻合的时候计算机将向标准源再次发出信号，令计算机对标准源上的数值进行读数，随之与1安培进行比较，得出误差，对测量的结果进行储存。当五个点都测试完以后进行测试证书的打印。
另一部分则是对数字图像的处理软件。首先计算机先对指针信号以及表盘刻度信号进行处理，通过中值滤波以及高斯滤波进行噪声信号的处理；利用CANNY算子对提取图像的边缘，可以对噪声的干扰进行抵抗，使得提取数据更加准确，采用灰度矩法的亚像素细分定位可以提高细分精度；为了达到更高精度的拟合度，可以将最小二乘法应用在图像拟合工序里面。经过了上面的数字图像化处理，可以使计算机的识别精度比人眼对刻线以及指针的识别精度高出五倍左右。
3.3 标准的三相交流源
这种交流源通常分成三个部分：（1）由精度较高的数字所合成的三相信号源。波形存储器以及数模转换器组成的精度非常高的三相信号源。通过脉冲调宽技术对信号源的调幅进行直流基准源的设计，对于信号源的相频的调制可以通过频率综合器、锁相环技术以及脉冲移相技术的设计来实现。将信号源作为标准，标准源的交流基准可以在较短的时间里使其稳定时间保持在20×10-6/3min；（2）电流及电压放大器内带有前馈控制：放大器的作用是将信号在幅值和功率方面进行放大，以便可以使自身能够带动功率为20瓦的负载，之所以将前馈控制技术引进来是因为此项技术为无差调节的技术，它对基准信号的准确跟踪不受任何负载变化的影响，始终保持放大器输入与输出信号的一致性；（3）矢量的采样：这是一种对全部信息进行采样的技术，不仅包括了信号中的相位信息，还包括了幅值以及谐波信息，这些都可以在采样完成后通过反馈控制送至控制回路。此种方案对标准源的研制结果在控制相位精度、时间响应和采用了计算式反馈以及有效值反馈所研制出的结果进行比较更符合自动化测量的要求。
4.尚未解决的问题
4.1 发射电路的供电问题
应用在较多领域中的光电传输系统均属于有源系统，高压侧的供电电源是否稳定影响到了整个传输系统运行的可靠性，当前所了解到的有源的给高压侧的供电形式主要有三种：（1）通过高压母线进行供电；（2）把低压侧的电能转化为光能，然后由光纤输送至高压端，再转为电能为系统供电；（3）通过电池进行供电。方法一存在的缺点是一旦流经母线的电流过小的时候电路就无法得到正常的供电，但是当流经母线的电流过大的时候又会使系统受到较大的冲击，此时电路极易受到损坏；方法二的性能虽然比较稳定，却受到激光输出功率的约束，尤其是受到光电转换效率的影响，所以提出了微功耗的要求。方法三存在的问题是因为电池所提供的能量有限，要求对电路进行设计时必须要考虑到供电控制，除此以外就是更换电池的工作比较麻烦。另外，其它的供电方式譬如说风能供电、太阳能受外界环境的影响比较严重，所以稳定性比较差。
4.2 传输过程中的抑制干扰问题
虽然与传统的传输系统相比较，光电传输系统具有较高的抗电磁干扰的能力，可是由于光电传输系统由发射和接收电路以及光纤三部分组成，为了保证系统的整体抑制干扰的能力均衡，要对电路进行加强，特别要注意高压侧的电路对电磁干扰的抑制能力。为了保证发射电路不受电磁的干扰，必须要做好发射电路的屏蔽工作，除此以外，还要对发射电路的电源以及与其相连接的导线的屏蔽给予高度重视。
4.3 运行过程中的稳定问题
系统的稳定性对处在环境较复杂的系统来说尤为重要，所以，长期运行的光电传输系统中的各个电子元器件的稳定性及可靠性亟待解决。
4.4 精度问题
要想使光电技术逐步的替代传统的传输技术，传输的精度是首要解决的问题，所以对于光功率波动的消除以及温度的变化等问题都要及时采取措施解决。
4.5 工艺加工问题
光纤、发光二极管以及光电检测器件都属于光电传输系统内的器件，这里面存在着较大的光纤与光源的耦合问题，所以，光电传输的工艺要求比传统的要求更高，除此以外，对工作中不可避免振动的抑制以及消除的要求也使得光电传输的工艺要求提升了一个水平。
5.结束语
光电技术应用在测量领域中已经有较长时间，伴随着光电技术的不断发展，自动化仪表中以点测量为主的自动化仪表也在慢慢地发生着变化，较高水平的功能技术使自动化仪表测量技术得到了更加宽广的发展领域，并且也促进了电参数测量方式的不断发展。虽然完全的自动化测量功能并没有在电能表测量中得到实现。但是当前的电子信息技术以及光电技术正在高速的发展着，自动化仪表测量的发展前景将会更加光明，并且逐步实现仪表测量的全自动化。所以，有必要在测量系统领域中给出更深入的探究，使自动化仪表测量得到发展，发挥光电技术的最大优势。
参考文献
[1]张旭忠.自动化仪表测量系统的开发与煤堆体积测量应用分析[J].总裁，2009（2）.
[2]王茂盛.自控温电伴热材料在仪表测量管线上的应用[J].石油化工应用，2007（5）.
[3]肖太民.自动化仪表的故障分析及维修方法[J].中国科技纵横，2012（1）.
第4篇：光电子技术及应用范文
关键词：广播电视工程；数字音频技术；应用
中图分类号：TN948 文献标识码：A
广播媒体是最先出声的媒介，发展至今已经有上百年的历史。不同历史时期广播发挥的作用存在差异，20世纪80年代广播是各类媒介中的佼佼者，随着电视和互联网的蓬勃发展，广播一直以低调的身份存在着。改革开放以来，调频收音机越来越普及，并凭借高度的伴随性、便捷性以及及时性成为大众喜爱的传媒方式，20世纪80年代至21世纪初，到处可以听见广播的声音，并以各种丰富多彩的节目内容吸引听众的注意力。随着现代科学技术的发展，广播电视已经从传统的音频技术时代专项数字化时代，传统的卡带被现代光盘所取代。数字音频技术是集数字转换技术、音频处理、存储以及传输等为一体的高科技，有效提升了广播电视工程的精准性和细微性，为用户带来更加清晰的视听效果。下面本文将对数字音频技术的优势及运用做详细分析。
1 数字音频技术的优势
1.1 扩展音频轨道
随着计算机技术的蓬勃发展，数字音频技术也随之发展起来，并被广泛应用于广播电视工程中，主要包含录制音频、节目管理以及数字音频播出三大领域。数字音频技术大大拓展了广播电视音频的轨道，提升了音乐节目品质，改善了语言类节目制作效率。数字音频技术利用64轨硬盘录音，在录制过程中如果出现偏差，可以通过补录或搬轨等进行修补，拓展了音频扩音轨道操作，提升了电视画质和音质，从而为用户提供更优质的视觉听觉体验。
1.2 音频剪辑精准
采用数字音频技术对广播电视节目进行管理，它能够实现精准的音频剪辑功能，它能够在高解像度的计算机屏幕下对数字音频尽心精确编辑，引用了当下最先进的波形技术，能够将待修补的文件中的声音数据显示在电脑屏幕中。节目剪辑师可以通过对其便捷而高效的音频剪辑，实现高效率、高精准地剑姬，从而有效提升音频的精确度，改善电视节目音频播放的效率，让用户感受到高质量的音频节目体验。
1.3 存储信息
广播电视工程中数字音频技术属于较为先进的技术，与传统的音频技术相比，它具备高效的存储信息的功能，依托互联网通信技术和计算机技术，具有及时性、便捷性、中心化、交互、个性化等优点，能够对资源进行共享。数字音频技术中存储的资源与电脑数据存储资源想死，同时也能够为用户提供音频信息存储，在查找音频数据时，能够在短时间内查找到目标数据，方便快捷，有效地促进了广播电视工程的发展。
1.4 广播系统
数字音频技术还具有无线传输、压缩编码、运用组网等功能，无线传输能够实现随时随地数据传输操作。压缩解码技术能够通过人耳对声音信号的接收和辨别的能力对音频数据进行何学油画编码，解决人耳对弱信号音频辨别能力弱的问题，从而改进广播电视传播技术，提升用户满意率，促进广播电视在用户群体中广泛推广使用[3]。
2 数字音频技术在广播电视工程中的应用
2.1 数字调音台
数字调音台是广播电视工程中的组成部分之一，它的主要作用是处理广播电视中的杂音，确保向用户呈现的音质的完整优质的，进一步完善电视节目播放的音质水平。数字音频技术能够有效组织播放中音效产生的串音、杂音或参杂的噪音，利用数字调音台和高效的修补技术，能够大大提升电视广播整体播放的质量和效率，使广播电视播放环境更加丰富和广泛，实现占用体积小、切换通路多的目的，进而满足用户高技术、高标准的需求。
2.2 音频嵌入技术
从当前的实际情况来看，音频嵌入技术在广播电视工程中运用非常普遍，譬如其能够使存在问题的节目进行技术监督和介入，能够在很大程度上保障节目的完整性以及精确性，提高节目视听效果。目前音频嵌入技术主要用在广播电视节目的前期和后期制作中，促使广播电视工作逐渐细致化分工，其可以有效的解决了广播电视节目制作中很多难题。
2.3“云端”广播电视技术
传统广播电视节目具有稍纵即逝、过耳不留的特点，用户在收听过程中广播信息保留在用户记忆中的内容较少，且呈现碎片状，缺乏完整性。随着电子计算机技术和数字化媒体技术的更新进步，各种云存储、云计算等网络技术蓬勃发展，广播也逐渐运用了数字音频技术中的云存储功能，重新改变了广播电视的收听方式。云存储将大量的音频信息存储在云端，也就是说广播电视节目被保存在互联网上的数据库内，用户只要在联网的情况下通过任何终端就能接入云平台随时随地收听云广播。而这些被存储在云端的音频资料采用云计算和数据库的功能，为客户提供更多元化、更精准、更人性化的服务。现阶段跨地域、跨平台、跨终端收听广播节目已经成为现实，在互联网平台下，传统广播实现云端广播梦成为显示，并逐渐成为一种可以平等自由分享的大众化广播平台。以美国著名网络电台“潘多拉”为例，它将“音乐组计划”收录了全球80多万首经过单独分析的歌曲，这些歌曲来自8万名歌手，总计拥有超过14亿个“云断私人电台”，平均每名注册用户拥有的“云端私人电台”超过17个，而这些保存在云端的数据资源在大数据库的影响下，可以为用户提供更丰富、更精准的视听服务。
2.4 社交广播电视技术
现代都市人群中中日常社交活动是必不可少的生活内容，社交是媒体实现“人与人沟通”的重要体现。拥有社交属性的媒体更能够激发用户的主动传播性和主动连接性，用户也更乐衷于内容自创自产。互联网时代的数字音频技术改变了传统“你说我听”的单向传播路线，更多的是以“一对一、一对多、多对多”的多元化传授模式进行广播服务，丰富了广播电视传播渠道，又使传播过程中充满无限变数和新奇，让互联网时代的广播电视媒体具有强大的交互式社交功能，有效加强了用户之间的社交联系，强化内容提供者的相互关联度。以美国的网络社交电台“潘多拉电台”为例，该电台在建立之初到现在，逐步退出了社交网络功能，用户可以建立个人主页，在主页上有分享、聊天、贴吧等功能，加强了以音乐为主的社交关系。
结语
数字音频技术是指以互联网通信技术和计算机技术为依托的产生于报纸、广播、电视之后的具有数字化、多媒体化、时效性和交互性的新型媒体传播形式，它具有快速、准确、广泛地传递新闻信息的功能，也具有传统传播方式所不能实现的新型功能，比如传播速度快、覆盖面广、互动性强等。现阶段，在数字化信息技术的更新换代趋势下，数字音频技术的普广度越来越高，数字音频技术的用户已经从高端用户、个别人群向普通群众和大众人群推广，成为老百姓居家必备的生活必需品。从当前越来越普及的网络电视、车载移动网络电视、网络光杆、视频点播、楼宇电视等的发展态势来看，数字音频技术以其信息量大、覆盖面广、使用方便快捷、传播速度快等优势备受广大人们群众的喜爱。广播电视工程中广泛引用数字音频技术，大大提高了音频录制、剪辑工作的工作效率，有效改善了电视节目质量。未来数字音频技术将会与新媒体传播技术相结合，改变在互联网信息时展下的广播电视工程技术的新格局。
参考文献
[1]杨丽梅.数字音频技术在广播电视工程中的优势及应用[J].西部广播电视，2015（19）：194.
[2]沙建鹏.广播电视工程中数字音频技术的优势与应用[J].新闻传播，2015（04）：98.
第5篇：光电子技术及应用范文
关键词：光学技术；数字电影放映；应用
进入数字电影时代以来，传统胶片电影的放映系统已经逐步淡出了电影舞台，影院工作者们曾经轻车熟路的放映胶片电影的技术也几乎没有用处了，因此，要了解数字电影放映系统，发展完善其放映技术，就必须深入开展数字电影放映系统工作原理和程序的研究。21世纪以来，光学技术的应用范围日益增加，研究和探讨光学技术在电影放映系统的应用不但可以了解光学技术在该领域的应用实效，而且可以增加人们对数字电影放映系统的知识累积，促进电影行业的稳健发展。
一、光学技术
光学，即研究光的科学，它的主要研究对象为光的产生、本质以及光与物质的相互作用。虽然光学是一门专门的学科，但是就光学的发展性来说，光学及自身工程学的应用领域已经发生了很大的变化。光学技术是一种应用极为广泛的载体，几乎所有大型系统都需要发挥其载体作用，信息技术、医疗行业、能源应用等诸多领域都需要光学技术的支持和传载。
二、数字电影放映系统
数字电影系统最重要的部分就是放映系统，它是决定数字电影放映实际效果的最终技术关口。绝大多数观众认为只有好的电影放映机加上最原始的拷贝电影，电影画面才能栩栩如生。然而，传统的胶片电影因为放映次数的增加，质量会随之下降，数字电影的效果不如将原始胶片电影进行拷贝的效果，但是他们也不得不承认数字电影的质量不会随着放映次数的增多而有所改变。
虽然传统胶片电影已经淡出电影舞台，但是从电影院发展放映技术的历程来看，数字电影放映系统的工作原理和使用的技术同传统的胶片电影的放映技术之间并不存在不可逾越的差距。同传统胶片电影相比，数字电影放映方式有所变化的是：胶片电影的放映机被数字电影的放映机和服务器所取代，卫星、光纤、硬盘等数字载体取代了传统的胶片拷贝。
三、光学技术在数字电影放映系统中的应用
（一）光学原理在数字电影成像中的应用
1.光学技术在数字电影投影成像中的应用
现今使用最为广泛的电影投影技术主要有数字光处理、直接光放大影像以及液晶显示三种，发展最为成熟的是数字光处理技术。数字光处理技术的关键部分是数字微镜器件[2]。它的工作原理：通过集合半导体晶片的“偶极”效应来驱使电路内部的微小动量围绕某一固定的轴进行偏转，以达到使在转向结构中位置相对固定的所有微镜都发生有规律的偏转的目的，在这种情况下，如果能够对电场电路进行控制，这些微镜就能按照电路控制进行预定的方向偏转，而照在微镜上面的光线也会随之反射在不同方向。把其中同一方向的光线经过镜头投射在银幕上，就形成了微镜在银幕上组成的图像了。
2.光学技术在数字电影彩色成像中的应用
光学技术应用在投影成像中虽然能得到图像，但是要得到完整的彩色图像，必须要将一个过滤光波的彩色轮应用在照射至靶面的光路中，如图1，2所示。彩色轮是由扇形的红色、绿色和蓝色的滤光片组成，它的旋转频率为60Hz，一秒内能刷出180个彩场。在该结构中，数字处理技术在确定彩色模式的顺序后，其被分解为RGB的数据会按照对应顺序存储入DMD。随后，彩色轮接收到聚光系统聚集的白光后，会将白光以单色光的形式照射到DMD的表面，随着彩色轮的旋转，红光、绿光和蓝光都会依序投射到DMD表面（如图2所示）。因为视频信号同彩色轮是同步的，因此当红光投射到DMD表面时，微镜就会根据红光的强度和位置等信息而决定“开启”状态，其他两种光线也是如此。DMD的图像被投射到屏幕以后就会形成方形的像素，这些像素就构成了数字投影的图像。人眼的“暂留视觉”将红光、绿光和蓝光的信息进行综合以后，就能得到全部的彩色图像了。微镜在“开启”状态（-10°）时，投射和聚焦的镜头就会将微镜反射出来的光线投射到屏幕上；相反，在“关闭”状态时，吸收表面就会将反射出来的光线吸收干净，从而消除无效光线干扰图像的可能性（如图1所示）。
（二）光学技术在终端投影镜头中的应用
1.光学技术在镜头工作环境中的应用
任何使用光学技术进行投影的系统，都必须有关于工作环境参数的具体要求，如镜头焦距、投影孔直径和安装尺寸等[1]。数字电影的放映镜头需要考虑的工作参数则更多，如投射靶面的尺寸、靶面反射彩色轮单色光线的光程、聚合镜片的有效厚度、分离色彩光线、镜头鉴别靶面像素的极限值等等。同时，在实际操作过程中，一旦图像亮度超过5000流明，就要考虑氙灯使用时产生的过高温度，提高镜头耐高温的水平。
2.确定镜头焦距
按我国目前使用最为广泛的BARCO公司出产的有2K像素水平的DP100的机型来说，依据以往设计和使用放映电影镜头的经验，影院都是在固定距离下进行放映，因此固定镜头的设计符合绝大部分影院的要求。从上面提到的DP100来看，有35mm-41mm， 42mm-52mm，40mm-67mm以及70mm-95mm这几种从35mm到95mm都有覆盖的焦距镜头可供选择，以最少的镜头达到了大多数使用者的要求。然而，虽然变焦镜头的种类较少，但是其价格相当昂贵，增加了使用者的消费成本。所以，通过自行设计变焦镜头，我们生产出了从40mm到120mm的10钟变焦镜头，在涵盖范围同上述机型基本一致的前提下，大大降低了使用者的采购成本。
3.确定光学镜头后工作的距离
要确定后工作距离有两种方法，第一种就是对放映机的光学引擎进行实际测量，但是因为光学引擎作为放映机的关键部分被存放在一个密封的地方，我们很难对其进行实际测量[3]；第二种方法则是在了解靶面的长和宽以及分离色光和聚合镜片的形式后，根据逆向运算其对应比例得出相近的后工作距离的数值。这种运算方式能够实现，最主要的原因是分离色光和聚合镜片的形式都是固定的，其计算尺寸也是根据光束的尺寸而进行比例缩放的，在整个逆向计算过程中，唯一的可变因素就是分离红光和绿光的角度差异，而这个差异可以从放映机的外型结构获得，无需进入机器内部，相对第一种方法更为方便。
4.确定镜头结构
所有对光学技术了解透彻的工程师们都清楚的知道，当电影放映镜头的后工作距离同焦距的比例在0.5-0.7的范围内时，镜头的结构设计比较简单。然而，一旦镜头焦距达到40mm，两者之间的比例接近于3，这种情况下就只能选择远心光路的镜头结构。因为远心光路的镜头孔径相对较小，其设计难度较大，再加上要将镜头要承受照度为6000流明时的高温纳入考虑范围，因此，只能将远心光路进行权全分离式的改进，以期使改进后的结构满足以上所有要求。
（三）像差
使用光学技术形成的投像画面，画质效果会受到光学像差的影响，电影放映机也不例外[3]。光源、分离色光、靶面投射、聚合镜片以及投射镜头都会影响最终放映图像的效果，影响观众观看影片的效果。因此，研究投影像差、根据光学原理减少像差就变得极其重要。
四、结语
数字电影是以数码技术为工具进行拍摄、传播和保留的具有广大观众源的新型电影，光学技术对数字电影放映系统领域的发展有着至关重要的作用。了解光学技术在数字电影系统中的应用范围和应用原理是符合社会需要的具有实际意义的课题，它不但能满足学者们研究光学技术领域的要求，而且能为人们不断发展和完善数字电影放映系统提供技术支持和保障。
参考文献：
[1]陈琛，左治君，李臣友.数字电影放映系统中的光学技术[J].现代电影技术，2007（10）：39-43.
[2]胡威捷.光学技术的新概念及其发展趋势的探讨[J].光学技术，2011（06）：11-14.
[3]邹静娴.数字光处理（DLP） 投影系统[J].电视技术，2003（1）：4-8.
第6篇：光电子技术及应用范文
关键词：电子技术；灯光控制；应用探讨
一、电子开关的种类
电子开关的种类繁多，其中常见的是声光控延迟开关、触摸式延时开关、红外线感应开关、光电感应开关等。日常楼道中的灯光控制一般采用声光控延时开关与触摸式延时开关。
二、工作原理
1、声光控延时开关
所谓声光控延时开关，就是通过声音和光线来实现开关的开启，并于一段时间后开关自动闭合，等待下次的声音或光线来重新启动开关。声光控延时开关主要由以下几部分构成，即与门电路、活筒和光敏电阻、由光控电路、声控电路和延时电路等。其原理可以简单的解释为利用话筒来搜集声音，比如击掌声、脚步声等，将这些声音信号转换为电信号，再经过耦合与放大处理后，实现电子开关效应。
当声光控延时开关所处环境光线较强时，光敏电阻阻值会很小，其两端电压近似为零，失去光控作用，电子开关始终处于断开状态，与此同时，即使发生很大的响声，灯也不会变亮，以利于白天的节电作用；当声光控延时开关所处环境光线较暗时，光敏电阻阻值会很大，两端电压变高，光控电路处于导通状态，此时一旦有足够的声响，再有声控电路处理声音信号，从而实现电子开关开启，达到了延时照明的作用，待一定时间后，开关自动断开，保持节电，等再有声响实现照明。
声光控延时开关的结构为开关面板的表层配有光敏二级管，其内部配有柱极体话筒。光敏二级管在黑暗之中时会非常敏感，有效发挥其作用。当光线的暗度达到一定程度时，光敏二级管可以感应，并在其电子线路板上形成一股脉冲电流，此时光敏二级管一路电路为关闭状态，此时一旦有足够的声响，柱极体话筒会形成一样的脉冲电流，使得开关电路连通起来，出现灯亮照明。
2、触摸式延时开关
触摸式延时开关的工作原理较为简易，其主要由电源电路、晶闸管开关电路、延时电路等来构成。无人触摸其开关外面的金属片时，整个电路处于断开状态，以节约电量。一旦人触摸了其电极，即那片金属时，灯就会变亮，其原理是利用人体泄露电流形成回路，待触摸时产生一个触摸电压，使得电路中的融发器发生作用，开通了开关，实现亮灯。待人手离开后，电路失去了触发电压，开关被断开，电容逐渐向外放电，待一定时间耗尽电容电量时，灯自动灭掉。如果想要经触摸后长时间照明，通过提升电容数值即可满足。
3、电子技术在灯光控制中的应用趋势
多年以来，我国的建筑物使用的都是传统的照明控制技术，很多楼宇都是使用电子开关来进行区域内的照明或是定时开关。随着科学技术与经济水平的飞速发展，人们对生活与工作环境条件的不断提高，传统的照明系统已经无法满足节能、环保、舒适等要求，从而一种智能化的照明控制系统应运而生。
智能化照明控制系统就是利用了电子等现代高科技手段，辅以改良的灯具设备，通过计算机系统来控制整个照明，实现人性化服务。目前智能化照明控制系统主要包括两种，即中央集中控制系统与区域式控制系统。
以日常工作的楼宇为例进行分析，依照其功能来划分区域，通常包括门厅、会议室、办公区、多功能厅等，每个区域对于照明度都有相应的要求。办公区域的光源常以白炽灯、荧光灯为主。在白天进行工作时，智能化照明系统可以融入自然光，实时配以灯具来补偿照明度，在节约能源的同时，维持了工作人员舒适度视觉环境。
一座办公楼宇按时间划分，常包括白天、午休、晚上、清扫等，利用智能化照明控制系统预先设定好相应时间段的照明效果，在白天工作人员进入室内时，系统会自动开灯，配合自然光调节至合理程度。即使是阴天下雨时自然光变弱，但是室内等会相应增加亮度，确保工作人员舒适工作。当午休时间来到时，室内光线会变得柔和，保障工作人员能够休息或放松精神；待一天工作结束，进入晚上时，楼宇内的光线会在智能照明系统控制下，相应关闭或调暗不同区域的照明度，与此同时，智能传感器的动静探测功能启动，以保证万一有人员进出时，可以提供有效照明，保障其安全。当处于清扫时间时，需要打扫区域的灯仅保持清扫所需亮度，并有智能传感器配合发挥作用，有清扫时提供照明，待保洁人员离开后，灯会自动关闭，节省电源。
三、现代智能照明技术的优势
科学技术不断更新、进步，提升了当今照明技术走向智能化，发挥出了其显著的优越性，目前智能照明技术在我国建筑当中的应用日益普及，因为它可以为我们的工作生活带来五个方面的好处。
1、智能照明系统实现了智能化的照明控制。智能化的照明控制能够令建筑照明系统处于全自动状态，系统可以预先设定好所需要的工作运行状态，并且这些状态可以按照规定时间自动实现切换，实现照明效果的最佳程度。智能化照明系统在任何地点、时间、气象条件下都可以顺利运行，因为系统会搜集自然光，自动化地调节照明强度，以确保每个区域的照明度符合预先设定的要求，满足人们的正常工作与生活。
2、智能化照明系统可以改善环境，提高效率。在工作场所中良好的光线是保证工作效率的必要条件之一。适宜的照明度、人性化的照明控制系统需要有智能化的照明系统来实现。智能照明系统能够调节光模块的控制面板，来保证每个房间内相适宜的照明度，在提升了照明均匀度的同时，也卓有成效地解决了频闪效应问题，避免了工作人员出现头昏脑胀、眼睛疲劳等身体不适问题。
3、智能照明系统可以灵活地变换场景。智能化照明系统可以预先设定好在不同场景中，提供相应的照明效果，仅需要操作其控制面板即可设置照明场景模式，不同的场景模式可以更好地配合具体工作环境所需的照明度，比如会议照明模式、工作照明模式、酒会照明模式等。此外，用户利用便捷式编程器来接入编程接口，也可以来变换各种场景模式。
4、智能照明系统能延长灯具寿命、减少维修工作量。电网过压是损害灯具的主要原因之一，然而智能化照明系统是一种软启动方式，可以控制电网的冲击电压或浪涌电压，避免灯丝遭受热冲击，据试验统计表明，智能化照明系统可以延长灯具寿命至少为原来的2倍。
第7篇：光电子技术及应用范文
关键词：卫星技术 广播电视 应用
中图分类号：TN943.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）12-0000-00
卫星广播电视利用卫星作为信号的中继站来传送无线电广播和电视信号。卫星广播电视，作为一种比较先进的传送方式，其由卫星、上行地球站、接收站、测控站等组成。卫星广播电视使用到的卫星可以是通信卫星，也可以使广播卫星，但是其中效果最好的还是广播卫星。
1我国广播电视卫星直播应用技术发展情况
直播卫星具有频率高、覆盖功率大的特点，直播卫星的这些特点使其在提高传输速度，扩宽覆盖面积等方面可以发挥很大的作用。我国对于农村娱乐休闲情况十分重视，电视节目作为传播社会新闻丰富农民生活的重要方式之一更是发挥着十分重要的作用，因此我国提倡广播电视进农村，而且还要做到“村村通”。在这些政策的影响下，提高广播电视的质量，使农民朋友可以看上喜欢的节目等要求，都对提高卫星直播技术提出了更高的要求。不过，卫星电视直播在进农村实现“村村通”的过程中，还是存在一些问题的。例如：Ku 频段受恶劣天气影响，比如：大风、雨雪等，会出现节目模糊的情况。另外，随着城市化进程的加快，城市中高层建筑的数目不断增多，会影响到电视直播节目的质量，导致无法实现节目的本地化。虽然卫星直播技术还存在一些问题，可是卫星直播技术在收视效果和直播到户等方面有很大的优势。同时，卫星直播技术对于提高用户的收视数量，降低成本，提高信号强度有很大的作用，而且其安装方便，很适合大规模的推广。综上所述，我们可以看出改进完善卫星直播技术是多么重要。
2卫星电视广播系统的组成
卫星电视广播系统主要有五部分组成，分别是：节目源、上行发射站、电视广播卫星、卫星地面接收站和卫星测控站。（1）节目源，也就是提供节目的一方，提供的节目可以是卫星系统方面自己制作的，也可以是专门的节目制作单位制作的还可以是通过视频信号、录像带、光盘等传送上去的。（2）上行发射站，利用调频正调制方式，把接收到的节目转换成可以传输的电视信号，通过上行发射信道发到电视卫星或者通信卫星上去。（3）电视广播卫星（或通信卫星），通过接收天线将地面上行站发射的上行信号，进行频率和功率的改变，然后使用转换器将信号发到地面接收站。（4）卫星地面接收站，有两类或者是设备较多的集体接收站，或者是个人简单的接受天线，通过接收站或者接收天线来接收卫星发射出的电视信号。想要接收由通信卫星发送的信号，只能是技术相对较高的集体接收站，个人天线目前还接收不到。（5）卫星测控站，利用遥测遥控技术来跟踪卫星的姿态，及时的调整卫星转发器的工作状态。分析卫星上接收到的遥测信号来判断出广播卫星系统的工作状态，进而对卫星进行一些必要的调整，使卫星处在一个比较好的工作状态中。为了完成这项任务，需要配合庞大的地面测控网络。
3数字卫星传输技术在广播电视行业中的应用
（1）节目建立的平台。节目平台是节目播放和集成的重要组织部分，与节目采集、编码复用等多个系统都有着密切的关系。节目采集的主要任务是对节目源信号进行处理，然后利用编码复用技术对节目进行解码。比如：视频动态编码为500kbps～10M bps之间，这样才能为群众提供好看的节目。同时，有关部门对于卫星直播曾做好明确的指示，要努力发展机顶盒业务，让观众通过广播电视指南可以实现对节目的检索和收看，进而推动广播电视的发展。卫星直播进农村，做到“村村通”是国家关心农村文化生活的重要体现，需要有关部门的积极配合。
（2）卫星传输工作。为了推动广播电视的发展，掌握知识产权技术的核心，直播卫星传输信号的编码需要使用具有国际水平的ABS-S 标准，利用上、中、下三级信号进行传输，以保证信号可以快速、准确的到达电视接收端。将电视节目进行压缩生成信道编码，使用卫星进行数据的传输，将数据传输到接收端，不仅能够保证观众可以看到优质的电视节目，而且还有助于推动我国的精神文明建设。
（3）实现卫星接收。标准接收方式可以有效的保证我国广播电视卫星直播的安全性和信号的高质量传播，所以在卫星数据信号传输的过程中，拒绝标准方式之外的“村村通”机顶盒可以很好的保障我国卫星广播电视的稳定播出，进而有效的促进我国广播电视事业的发展。在接收视频的同时也要有音频接收的接收，两者使用同一标准可以很好的兼顾速度和成本。而且，对于直播卫星的接收要求，要兼顾很多的条件和环境因素，类似天气的变化等都可能引起直播质量的变化，这时就需要调整接收天线来保证直播的质量。
总的来说，数字卫星传输技术是一种高新技术，具有很强的创新性，完善的数字卫星传输技术是保证我国广播电视事业蓬勃发展的保障，是促进社会主义精神文明建设的有效桥梁。所以，数字卫星传输技术的应用对卫星广播电视事业发展起到了很大的作用，根据实际的情况和特殊的要求，采取不同的措施，保证广播电视节目的正常稳定播出，提高信号传输的抗干扰性，促进我国广播电视事业的不断向前发展。
参考文献
第8篇：光电子技术及应用范文
【关键词】光刻技术微电子设备应用分析展望
光刻技术在微电子设备中应用的关键，是光的应用能力及相关操作问题。我国光刻技术经历了较长时间的发展，从最开始的技术落后到现今的逐渐成熟，我国光刻技术在微电子设备上的应用取得了可喜的成果。今后随着微电子设备的不断发展，光刻技术仍然需要进一步改进和提升。因此，对于光刻技术在微电子设备上的应用研究是非常有意义的。
1光刻技术在微电子设备上的应用
在光刻技术和微电子设备的发展过程中，二者是共生、依存的关系，二者的发展进步都离不开对方的演变。在上世纪第一台光刻机问世后，光刻技术一直都在以惊人的速度发展，我国的光刻技术发展成果也非常显著，已经可以熟练掌握2μm、1μm、0.5μm、0.25μm等不同要求的光刻技术，并着重研发了1μm光刻技术，且取得了较大成就。当然，在光刻技术发展的过程中，微电子设备的发展也在不断进行着。世界上第一个半导体晶体管同样诞生于上个世纪，到目前为止，半导体晶体管的发展已经经历了半个多世纪的时间，加工尺寸越来越小，目前我国以及跟可以加工纳米为单位的半导体晶体管，可见微电子设备发展的迅速。微电子设备的迅速发展，和光刻技术的进步是分不开的，可以说光刻技术的技术能力对于微电子设备的研发有着最为关键的影响作用。光刻技术的应用贯穿了微电子设备生产的各个环节，随着光刻技术发展的多样化、成熟化、独立化，微电子设备的生产也显现出了同样的趋势。
随着光刻机激光功率的提升以及光刻抗腐蚀能力的增加，光刻技术的成本下降了很多，这引发了微电子设备发展的一次新的浪潮。但是我们需要重视是，光刻技术虽然已经取得了让人可喜的成就，但是其仍然存在一些固有的缺点，因而，微电子设备在依赖光刻技术的情况下，要想实现大跨越式的发展，就必须克服当前光刻技术的一些缺点，革新相关技术。这正是当前相关科研工作者在努力研究的方向，也是未来微电子设备发展的瓶颈。
2微电子设备应用光刻技术的发展展望
2.1微电子设备发展对集成电路的高要求
从微电子设备诞生以来，微电子设备的生产就对集成电路的要求较高，集成电路制造工艺的高低也直接决定了微电子设备的质量高低。在未来微电子设备的继续发展过程中，要想进一步提升质量、提升工作能力，就必须加大对集成电路的科研工作，提升集成电路的技术含量。可以预见的是，未来微电子设备对集成电路制造过程中的光刻要求会越来越高，而目前的光刻技术是难以满足那样的高要求的，因此，未来光刻技术的发展仍然会是相当长一段时间内制约集成电路和微电子设备发展的重要因素，除非有新的集成电路制造技术能够在高标准的要求下取代光刻技术。不过从目前的科研情况来看，要利用新型技术实现对目前光刻技术的合理取代仍然需要一段较长的研究时间。
2.2光刻技术发展面临的瓶颈
在经历了半个世纪左右的发展后，光刻技术已经基本成熟，其理论依据、技术能力已经到达了一定的瓶颈。从光刻技术的发展历程来看，随着光刻手段的不断更新，光刻技术能够完成的尺寸越来越小，但是这种光刻技术的发展不会让其能够完成的尺寸无限小下去，根据相关科研人员和业内人士的观点，光刻技术的完成尺寸瓶颈将会是50nm，50nm可以说是在目前的光刻原理下光刻技术所能完成的极限尺寸，小于50nm的光刻尺寸光刻技术将很难能够完成。也许当光刻技术到达50nm后，由于其工作能力无法和微电子设备的发展相匹配而会滋生出新兴的技术来取代光刻技术，但是为目前为止，人类的光刻技术还未能达到50nm，而且，在未来几年之内，人类的光刻技术也最多只能到达70nm，要达到50nm的光刻标准，光刻技术还将经历一段较长的发展历程。据科研人员描述，70nm光刻技术已经具有相当的难度，包含了多种高科技的光刻手段，而光刻技术要想超越50nm的瓶颈，必须采用跨越式的光刻技术，这将是未来人类光刻技术发展的一大目标。
2.3极紫外曝光光刻技术的应用
在未来光刻技术的发展中，极紫外曝光光刻技术的应用可能是光刻技术发展的重要方向。极紫外曝光光刻技术是人类的新发现，源于稀有金属的发现。极紫外曝光光刻技术目前的研究还远未达到成熟，但是其在光刻技术中的超强能力已经逐渐体现了出来，受到相关科研工作者的关注。研究人员表示，在未来极紫外曝光13nm将会在光刻技术中有很大的发展前景，将有可能成为人类突破50nm的光刻技术瓶颈的关键。通过目前的一系列研究同样可以发现，极紫外曝光光刻技术具有非常大的发展潜力，其应用范围较为广泛，甚至可以让微电子设备电路板的宽度小到0.05μm左右，这项技术一旦成熟，其成就将会是突破性的、历史性的，对于未来微电子设备的发展有着重要的影响作用。在目前光刻技术面临瓶颈的情况下，未来极紫外曝光光刻技术的发展将会是微电子设备科研工作者的主要研发方向。
3总结
21世纪将会是光刻技术和微电子设备发展的黄金时间，随着相关科研工作者的努力，相信下一代光刻技术一定会在未来某个时间点诞生，突破目前的光刻技术瓶颈，迎来光刻技术发展的新阶段。当然，光刻技术和微电子设备之间的相互依赖关系仍然将会在未来一段时间内保持下去，光刻技术的进步仍然将深刻地影响微电子设备的发展。
作者：任杰 中国空空导弹研究院 河南省洛阳市 471000
参考文献
[1] 赵清泽.表面等离子体纳米光刻技术探究[J].科技致富向导， 2010（33）.
第9篇：光电子技术及应用范文
【关键词】 110kv 数字化变电站 技术应用与推广
自2006年全国首座全数字化变电站在云南投入运行以来，数字化变电站技术发展十分迅速，江苏、江西、宁夏、黑龙江、内蒙古等省市相继有数字化变电站建成投运。当前全国各地已掀起一股数字化变电站技术应用的热潮，多个供电企业纷纷计划开展数字化变电站的试点建设工作。随着科学技术的发展，网络技术的普及，数字化技术成为当今科学技术发展的前沿，变电站数字化对进一步提升变电站综合自动化水平将起到极大促进作用，是未来变电站建设的发展方向，在工业生产中起到了不可估量的作用。
1 数字化变电站概述
数字化变电站是变电站自动化技术的发展方向，其核心技术是智能化的一次设备和网络化的二次设备，在过程层、间隔层及站控层上，按照国际标准IEC61850通信规范，实现变电站内部及变电站与集控站间的信息共享和互操作。数字化技术的使用使变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化，基本特征为设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理自动化等。
2 数字化变电站研究的目的
近年来，随着变电站智能化开关、光电式互感器、一次设备在线检测、计算机网络技术在实时系统中的开发应用日趋成熟，为变电站的信息采集、传输以及测量、计量、保护等方面实现数字化处理提供了理论和技术支撑。110kV数字化变电站运行已呈现以下趋势：
（1）国际上数字化变电站的研究已从实验室阶段进入实际工程应用阶段。我国已建成了互感器数字化的变电站，各电力公司均开展数字化变电站的相关应用研究工作，数字化变电站将是我国变电站技术的发展方向。国内厂家已能提供数字化变电站所需的大部分设备，可实现设备国产化。（2）全国各主要变电站数字化研究采用数字输出和光纤传输的光电式电流互感器、电子式电压互感器，并通过在原有一次设备上加装智能单元，按IEC61850协议建模，使变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化。（3）数字化变电站由于采用数字化网络、智能设备，对现有的运行、维护和管理方法提出了新的要求。所以数字式变电站研究时应充分考虑运行、维护和管理的因素，调整运行、维护和管理模式，编制新的规程、作业指导书，以适应数字化变电站的特点。
3 数字化变电站的技术特点
数字化变电站有别于传统综合自动化变电站的主要特点表现在：
（1）以目前常用的磁光式、全光纤式和电子式数字式互感器替代传统的电磁式互感器，使用智能型断路器或者用传统的断路器加装智能单元，实现信号的数字化转换，并且能够接受数字化的信息指令改变运行状态。（2）不再使用电缆连接一次设备和二次设备，而是采用百兆光纤以太网，站内除了少量的直流、交流电源电缆，二次电缆全部被光缆替代。（3）IEC61850标准通信协议具有良好的完整性、系统性和开放性，使站内设备的互操作性大大加强，为实现信息资源共享、自动化功能集成创造了良好的条件。（4）数字化变电站从结构上可以分为站控层、网络层、过程层和间隔层四个层次，与常规综合自动化相比增加了过程层。
4 我国目前110kv全数字化变电站的主要技术应用
在我国，变电站综合自动化技术经过多年的发展已经走向成熟。变电站自动化技术的广泛采用提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度能力，降低变电站建设总造价，都已经成为不争的事实。电子式互感器、智能化一次设备及其在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日臻成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，为全数字化变电站技术提供了新契机。
笔者经过一段长时间的调查研究和总结，发现数字化变电站技术在我国很多地区已相继建立了多种完善的应用体系，其中具有典型代表的主要有以下地区：
（1）杜尔伯特220kV数字化变电站架构。杜尔伯特220kV变电站位于内蒙古乌兰察布市四子王旗地区。该站建设初期作为终端站，各电压等级接线形式简单，出线回路少。接带负荷轻且无重要负荷，具有测量精度高、信号传输的可靠性强、电力系统安全可靠性大、二次接线少、没有设备间的互操作问题等优势。（2）广东首座110kV数字化变电站。2007年12月，广东电网公司首座110kV数字化变电站——三江变电站改造完成并投运。该变电站采用了当今数字化变电站技术中多项前沿技术（如电子式互感器、IEC 61850标准、程序化控制等），对数字化变电站技术进行了实践，为今后数字化变电站技术的发展奠定了基础。
（3）无锡110kV数字化变电站。无锡地区110kV圆石变电站作为国家电网公司示范应用的数字化变电站、江苏省电力公司的科技项目，于2006年12月30日送电。该变电站应用电子式电流电压互感器，实现无人值班、程序化操作，并由计算机监控系统和数字化保护装置组成变电站自动化系统。
以上仅仅是我国目前城市110kv数字化变电站诸多成果中较有代表性的几个。其余各地中小规模的数字化变电站，各自配置、特征及优势各有不同，综合观之，代表我国数字化变电站工程的迅猛发展，预示着我国于该领域的宏大方向。
5 陕西彬长小庄矿业公司110KV变电站
（1）概况。彬长小庄矿业公司变电站是按北京华宇设计院设计建设的数字化变电站，是全国煤炭行业首座全数字化变电站。
（2）特征及优势。该变电站特点主要是：一次设备数字化，二次装置网络化，信息传输可靠性、完整性、实时性高。
其主要优点有六个方面：一是各种功能共用统一的信息平台，避免设备重复投入。二是测量精度高、无饱和、无CT二次开路。三是二次接线简单。四是光纤取代电缆，电磁兼容性能优越，耐老化。五是信息传输通道都可自检，可靠性高。六是管理自动化。
变电站采用数字化微机保护装置，使用国内知名度较高的南京南瑞继保电气有限公司产品。110KV统一组屏，10KV保护测控单元安装于本开关内，通过光缆接于后台机，信息可上传至矿区调度中心，数字化微机保护系统可实现变电站运行监视及操作控制；自动巡回检测、事故顺序记录、报表打印、事故报警、音响、语音推出画面、汉字显示等方式；全部常规的远动功能（四遥：遥控、遥调、遥信、遥测）实现远方监视及修改定值。
（3）设备与数量。变电站110KV线路保护屏为和上级变电站配合采用北京四方继保自动化股份有限公司的保护装置，通过架空复合光缆和上级站信号传输，实现线路纵差保护。主变保护屏可实现两台主变的差动保护和后备保护。另外两台主变还配备变压器油色谱分析仪，可在线对变压器油进行色谱分析，确保主变安全运行。进线分段操作测控屏可完成110KV 1、2号进线及母联开关所组成的任意三种状态的运行方式（三选二），并实现备用电源自投功能，缩短停电时间。公共屏完成全变电站的测量及信号管理，资源分配、规约转换，使各种保护、测量功能发挥最优状态。
站用电屏两路电源分别引自I、II段10KV站用变柜，用于站内保护、通讯、直流系统、主变风机、户外检修、室内外照明等电源。逆变电源柜为后台机提供不间断电源，容量2KVA。消弧及选线控制屏控制偏磁式消弧线圈、接地变压器和小电流接地选线装置。控制户外的消弧线圈、接地变压器，对10KV I、II段母线电容电流进行补偿和10KV系统在发生单相接地故障时选出故障回路。
直流系统采用220V/200AH高频开关直流操作电源系统，系统能够提供完善的蓄电池管理，装置应用微机控制直流柜，具有完善的四遥功能，告警功能，供站内保护、信号及事故照明电源。在110KV配电室入口处设置有SF6在线监控报警系统，人员在进入110KV配电室前，应先根据SF6气体监测仪确认气体正常，方可进入，SF6在线监控报警仪在检测到SF6气体泄漏时可发出告警并自动启动风机。
该站电源引自禄长大佛寺110KV变电站I.II段出线间隔，通过两台2F10-126/2000-40型气体绝缘金属封闭开关设备引入，110KV侧配电装置ZF10-126型户内气体绝缘金属封闭组合电器（GIS），选用三相分筒式，共七个间隔，其中二回进线间隔、二回主变间隔、二回PT间隔、一回母联间隔。正常运行时二回进线为一用一备。10KV侧配备有44台户内金属铠装抽出式开关设备型号为KYN28，其中进线柜4台、联络柜2台、PT柜2台、所用变柜2台，消弧柜2台，无功补偿柜2台，馈线柜30台。
主变压器为2台有载调压变压器，其型号为SFZ10-40000/110型。额定容量为40MVA，额定电压为110/10.5KV，额定电流为209.9/2199.4A。一台运行，一台备用，担负全矿负荷。还设置偏磁式消弧线圈自动跟踪补偿成套装置两套，由接地变压器、偏磁式消弧线圈、微机控制柜和避雷器、隔离开关等组成。
110KV线路保护屏为和上级变电站配合采用保护装置，通过架空复合光缆和上级站信号传输，实现线路纵差保护。主变保护屏可实现两台主变的差动保护和后备保护。（过流，过负荷，轻、重瓦斯，温度等保护），另外两台主变还配备变压器油色谱分析仪，可在线对变压器油进行色谱分析，确保主变安全运行。进线分段操作测控屏可完成110KV 1、2号进线及母联开关所组成的任意三种状态的运行方式（三选二），并实现备用电源自投功能，缩短停电时间。
公共屏完成全变电站的测量及信号管理，资源分配、规约转换，使各种保护、测量功能发挥最优状态。远动通讯屏收集全站信息，可将信息分类传输到不同的调度端。并安装卫星对时装置，确保全站装置时间同步。数字电度表屏对两回进线和主变两侧电度计量。站用电屏两路电源分别引自I、II段10KV站用变柜，用于站内保护、通讯、直流系统、主变风机、户外检修、室内外照明等电源。
逆变电源柜为后台机提供不间断电源，容量2KVA。消弧及选线控制屏控制偏磁式消弧线圈、接地变压器和小电流接地选线装置。控制户外的消弧线圈、接地变压器，对10KV I、II段母线电容电流进行补偿和10KV系统在发生单相接地故障时选出故障回路。直流系统采用220V/200AH高频开关直流操作电源系统，系统能够提供完善的蓄电池管理，装置应用微机控制直流柜，具有完善的四遥功能，告警功能，供站内保护、信号及事故照明电源。
在110KV配电室入口处设置有SF6在线监控报警系统，人员在进入110KV配电室前，应先根据SF6气体监测仪确认气体正常，方可进入，SF6在线监控报警仪在检测到SF6气体泄漏时可发出告警并自动启动风机。
6 我国数字化变电站发展展望
数字化变电站技术的先进理念已成为共识，经济社会效益亦逐渐显现，必将成为今后变电站建设的潮流。同时它是电网发展的方向，二次系统是数字化变电站最重要的组成部分，开展数字化变电站二次系统检验规范的研究可以解决数字化变电站生产运行中具体问题，能够进一步促进数字化变电站技术发展。从长远角度来看，随着智能设备生产的标准化、数字化变电站设计检验验收的标准化、运行维护管理标准化等工作的不断推进，以及数字化输电技术、数字化配电网、智能化调度等技术的发展，使得电网区域化管理成为可能，大电网数字化也将不再遥远。
参考文献：
