浅谈光电工程的可靠性设计和控制

张梓豪

摘要：随着光电工程技术的不断发展与进步，我国各个领域都应用了光电工程，也为人们的生活带来了许多便利。光电工程的可靠性设计容易受到环境因素的影响，许多问题层出不穷。基于此，本文首先阐述了光电工程的基本概述，讲述了光电工程的概念、组成以及作用，然后对光电工程的可靠性设计和控制展开了详细的探讨，以此供相关人士参考借鉴。

关键词：光电工程；可靠性；设计和控制

一、光电工程的基本概述

1.1光电工程概念

何为光电工程？从字面意思来看就是光学和电学的有机结合，也就是研究光电之间相互转换的内容，其中光电效应是光电工程的核心。光电工程作为新型热门的学科之一，契合时代发展的需求，在未来有着较大的上升空间。但是起步时间较晚，从1954年首台微波量子放大器的发明开始进入到人们的视线中。随着光电工程技术的成熟，越来越多领域都有光电工程的身影，LED照明灯在人们的日常生活中随处可见。现代光电工程所涉及的工程也越来越多，包括电子科学技术、仪器科学技术以及物理学等工程，光电工程技术也在不断改善人们的生活品质。

1.2光电工程的组成

光电工程已经出现在人们生活的各个领域，不仅能够应用到国家空间站的控制系统，还能在人们日常生活中有发挥的空间，比如节能环保理念下的太阳能热水器、光电二极管等。对于常用光电工程的组成成分，其中包括了光电接收系以及光电控制系统等。但是光电工程实现的功能不同，还有其他特殊的组成成分，比如光电制导系统。光电接受系统主要完成光电信号的转换工作，借助光纤电缆将转换过程中信息储存下来。

1.3光电工程的作用

相比于其他工程的应用，光电工程能够有效的降低肉眼疲劳出现的错觉，提高夜晚环境下人眼观察的可见范围。同时在特殊恶劣环境，光电技术能够有效的替代人工作，去完成人们想要探测的信息。光电工程中的光电成像系统主要完成电信号变成光信号，从而达到成像的目的。光电工程中控制系统结合现代计算机技术，就能够完全替代人工作，从而将光电工程中所有信息有序的整理汇总，然后派送的目的地。

二、光电工程的可靠性设计

2.1光电工程可靠性設计的重要意义

可靠性设计是产品设计中重要的一环，能够确保产品设计的质量和效率，同时在特定的时间和条件下，实现预先设计的性能。光电工程可靠性设计能够保障整个系统有序的进行，确保所有组成系统的效率和质量，进而减少光电工程运行中的故障率，是光电工程实用性的有效保障。所以可靠性设计在光电工程中有着不可替代的意义，同时可靠性设计还关系到整个系统的可靠性和稳定性，也是评价光电工程质量的关键参数指标。

2.2光电工程可靠性设计遵从的原则

光电工程有着各种类型的设计理念和设计方法，所以在设计过程中多多少少存在一些质量上和性能上的缺陷。因此对于工程技术人员而言，需要通过可靠性设计尽可能减少质量和性能上的缺陷，选出最优的设计方案和理念。经过笔者长期的经验和光电工程理论积累，设计中需要遵从以下几点原则：第一，设计适用性原则，可靠性设计必须结合光电工程的实际功能以及应用领域，设计符合生产需求的光电工程的产品；第二，完整性原则，光电工程的所有环节应该完成可靠性设计，把控好所有环节的质量，进而能够实现光电工程的所有功能；第三，优先原则，可靠性设计首先在工作人员熟悉的岗位完成，比如元件的可靠性设计，这样能够减少劣质元件，提高光电工程的质量和延长工作寿命；第四，经济性原则，可靠性设计的宗旨为了实现光电工程的所有功能，但是必须符合经济性原则，尽可能减少资源利用率，元件使用之前必须经过可靠性检测才能使用。

2.3提高可靠性设计的方法

光电工程的可靠性受到诸多因素影响，包括光电工程系统工作的环境、光电工程生产工艺、元件的质量等。为了提高光电工程的可靠性，使用最多的方法为数据统计法，收集好所有元件的类型和数量，然后根据元件的数据手册分析其中的故障率，进而大致估算出光电工程系统中的错误率，将其作为可靠性评估的指标，对比优化系统中存在错误率的元件，从而能够显著的提高光电工程的可靠性。此外，光电元件容易受到环境的因素影响，比如工作温度以及环境湿度都会影响元件的性能参数，使得系统的精确度受到影响，所以在提高光电工程可靠性设计时，需要考虑环境因素的影响，做好必要的防护措施，同时还可以借助计算机技术和软件仿真技术，提高信息采集处理的准确性，也是现阶段使用较多的方法。

三、光电工程的控制

3.1制定合理的工艺流程

光电工程中工艺流程的如何将直接决定光电工程的质量，一个合理有效的工艺流程能够让光电工程的质量和效率得到显著的改善，还能保证光电工程各个环节有序的串联起来，使得光电工程能够按时按质完成，同时合理的工艺流程能够给光电工程锦上添花。合理工艺流程的制定需要做好以下几点：第一，工艺流程设计者必须具备专业的知识，熟知光电工程中所有环节的质量控制点；第二，设计的流程必须遵从国家工艺生产标准，保障光电工程的可靠性和安全性。

3.2 选择质量较好的元件

元件的性能参数影响整个系统的稳定性和可靠性，是光电工程可靠性控制的关键内容。所以必须把控好元件的质量，使用更多性价比较高的光电元件。需要相关人员做好以下几点：第一，元件的采购点必须得到国家认证，同时按照光电控制中元件的用量采购；第二，元件的规格型号、性能参数必须和设计方案一致，切记不匹配的元件现象出现；第三，采购的元件必须经过可靠性测试，达到光电工程使用的可靠范围之内。

3.3 完成合理的电路设计

电路设计是光电工程中重要的工作，光电信号的转换是在合理的电路设计后完成的。光电信号转换过程中容易受到外界因素的影响，导致光信号中的信息丢失，出现信号错乱的现象。尤其是光电成像系统中，一旦光信号中携带的信号出现损坏或者丢失的现象，系统无法识别光信号，也就不能实现成像的功能。所以在电路设计中，需要考虑电磁干扰、光电干扰等，优化整个系统的电路设计，在具备较好的工作效率时，尽可能减少转换中光电信号的干扰，使得光电信号携带的信息完整，从而光电工程系统中的可靠性得到了有效的控制。

四、结语

光电工程作为新兴产业，已经有了很大的进步。随着人们需求的不断提升，光电工程技术需要得到不断的更新完善，通过经验的积累的技术的创新，设计更加可靠的光电工程，进而为人们带来更多的福利。

参考文献：

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