光电传感器主要通过光电器件将接收到的光信号快速转化为电信号。光电传感器由发射器、接收器和检测电路三部分组成。发射器与目标发射光束对齐，发射光束通常来自半导体光源、发光二极管、激光二极管和红外发射二极管。光束连续发射，或改变脉冲宽度。接收器由光电二极管、光电三极管和光电池组成。在接收器的前面，配备了透镜和光圈等光电器件。后面是检查电路，可以过滤出有效的信号。光电传感器组件框图如下：
主要分类光电传感器：
1.槽光电传感器是一个U形控制开关。信号发射器和接收器安装在U形槽的两端。当一个物体通过时，它相当于带来指令动作。光电开关将快速接收指令并导出相应的开关动作。它不仅可以接收不透明物体通过时传输的信号，还可以检查快速移动的透明或半透明物体。
2.对射光感应器、信号发射器和接收器可以产生对射光路径。发射器发射光后，接收器只能通过一定距离的传输接收信号。此时，发射器与接收器形成一个光通道。当检测到的物体通过传感器范围时，它将阻碍光路的传输。收发器反应迅速，并导出相应的动作。
3.除了信号发射器、接收器和其他部件外，反射光传感器还必须有一个反射器，以确保发射器发出的光能够反射到接收器上。反射器直接反射的光具有固定位置。一旦物体阻挡光通道，接收器将相应地响应并传输控制开关的信号。
4.光纤光电传感器在发射器和接收器之间配备了连接检测点的光纤。在这种光纤的作用下，光通道在被检测到的物体的作用后，在一定程度上改变了光本身的性质，接收器会迅速接收到光特性的这种变化，并迅速做出反应。
光发射器的类型和原理
LED(lightemitteddiode)采用自发辐射原理，LED其基本结构是一种半导体材料，具有电引发光，p半导体和n型半导体之间有一个过渡层p-n结。当注入的少数载流子与多数载流子结合时，多余的能量会以光的形式释放，从而直接将电能转化为光能。
LD(laserdiode)采用受激辐射原理。半导体激光二极管的基本结构：垂直于PN一对平行平面构成法布里-波罗谐振腔，其他两侧相对粗糙，以去除主方向外的激光作用。当自发辐射形成的光子通过半导体时，一旦发射的电子-空穴位通过周围区域，就可以鼓励两者复合，产生新的光子。这种光子诱导被激发的载流子复合并发出新的光子。如果注入的电流足够大，就会形成与热平衡状态相反的载流子分布，即粒子数量反转。当有源层中的载流子在大量翻转的前提下，由于谐振腔两侧的反复反射，自发辐射产生的少量光子产生感应辐射，导致选频正反馈，或对某一频率产生增益。当增益大于吸收消耗时，可以从PN发出具有良好谱线的激光。
光接收器原理
接收器由光敏二极管、光电三极管和光电池组成。基于内部光电效应，在光的作用下，其内部原子释放电子，但电子不会溢出物体表面，仍然留在物体内部，从而改变物体的电阻或产生电势。
光敏二极管在反向电压下工作。它的核心是一个PN结，为便于接收光照，PN结面积越大，电极面积越小，PN结深很浅，低于1μm。当没有光时，反向电流很小，称为暗电流。当有光时，携带能量的光子进入PN结，将能量传递到共价键上的约束电子，使一些电子摆脱共价键，从而产生电子-空穴对，称为光生载流子。光电三极管示意图如下:
光电三极管b-c基区面积大，发射区面积小，形成受光结，吸收入射光。当光线进入基极表面并产生光电-空穴对时，它就会到达b-c在结电场的作用下，电子向集电极漂移，而空穴向基极移动，从而增加基极的电位c，e在额外电压的作用下，电子有一个发射器注入。除了少数复合基极和洞穴外，还通过极薄的基极收集大量的电极，称为导出光电流。光电三极管的工作原理分为两个过程：一个是光电转换，另一个是光电流放大，输出电流达到mA水平，但响应比光电二极管慢得多，温度效应也比二极管大。
光电池是一种半导体元件，在光照下产生电动势。其原理是半导体p-n结在光的作用下产生新的电子-空穴，电子和空穴在p-n在结电场的作用下移动到结的两侧，产生额外的电势差。
光电检测电路
光电探测器接收到的信号一般较弱，光电探测器的输出信号可能包含在噪声中。因此，需要进行预处理，以过滤掉大部分噪声，并将弱信号放大到后续Cpu所需的电压振幅。这需要通过前放大器电路、滤波器电路和主放大器电路导出适当的振幅，并过滤掉大部分需要检测的噪声信号。组件框图如下：
由于光电转换器获得的信号为弱电流信号，因此需要使用输入电阻大的跨电阻放大器(TIA)实现I-V转换，并实现匹配电阻。前置放大电路的结构如下：
为了保证测量的准确性和良好的信噪比，在前放大器电路后增加了二阶带式滤波器电路，以消除有用信号频段以外的噪声，包括前放大器引入的环境噪声和噪声。滤波器结构如下：
