內(nèi)容簡介:

　　《光電技術(shù)/高等院校電子信息與電氣學(xué)科系列規(guī)劃教材》系統(tǒng)地介紹了光電技術(shù)的基礎(chǔ)理論、光電探測器的工作原理、特性參數(shù)、典型器件和典型應(yīng)用。主要內(nèi)容包括：輻射度與光度學(xué)基礎(chǔ)、光電探測器理論基礎(chǔ)、光電探測器常用光源、光電導(dǎo)探測器、光伏探測器、光電子發(fā)射探測器、熱探測器、光電圖像傳感器、光學(xué)信號變換、光電信號探測技術(shù)和光電探測系統(tǒng)典型應(yīng)用。本書可以作為高等院校本科光電信息科學(xué)與工程、光電信息工程、測控技術(shù)與儀器、應(yīng)用物理、電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)本科生及研究生教材，也可供其他相關(guān)專業(yè)師生和工程技術(shù)人員參考。

目錄:前言
教學(xué)建議
第0章緒論
0.1光電技術(shù)及其研究內(nèi)容
0.2光電信息系統(tǒng)
0.3光電技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第1章輻射度學(xué)與光度學(xué)基礎(chǔ)
1.1電磁輻射
1.1.1電磁波譜
1.1.2光輻射
1.1.3光的波粒二象性
1.1.4電磁輻射中的立體角計算
1.2輻射度的基本物理量
1.3光度學(xué)基礎(chǔ)
1.3.1光度學(xué)的基本物理量
1.3.2光譜光視效率
1.3.3光譜光視效能
1.4輻射度學(xué)與光度學(xué)中的幾個基本定律
1.4.1朗伯余弦定律
1.4.2距離平方反比定律
1.4.3亮度守恒定律
1.5黑體輻射
1.5.1黑體輻射定律
1.5.2普朗克能量子假設(shè)
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第2章光電探測器理論基礎(chǔ)
2.1半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)
2.1.1晶體的能帶
2.1.2熱平衡下的載流子濃度
2.1.3半導(dǎo)體材料的光吸收效應(yīng)
2.1.4半導(dǎo)體中的非平衡載流子
2.1.5半導(dǎo)體中載流子的擴散與漂移
2.2光電效應(yīng)
2.2.1光電導(dǎo)效應(yīng)
2.2.2光伏效應(yīng)
2.2.3光電子發(fā)射效應(yīng)
2.3光電探測器的噪聲
2.4光電探測器的特性參數(shù)
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第3章光電探測中的常見光源
3.1光源的基本特性參數(shù)
3.1.1輻射效率和發(fā)光效率
3.1.2光譜功率分布
3.1.3空間光強分布
3.1.4光源的色溫
3.1.5光源的顏色
3.2熱輻射光源
3.2.1太陽
3.2.2黑體模擬器
3.2.3白熾燈與鹵鎢燈
3.3氣體放電光源
3.3.1汞燈
3.3.2鈉燈
3.3.3氙燈
3.3.4空心陰極燈
3.3.5氘燈
3.4激光器
3.4.1激光器工作原理
3.4.2激光特性
3.4.3激光器類型
3.5發(fā)光二極管
3.5.1發(fā)光二極管原理與結(jié)構(gòu)
3.5.2發(fā)光二極管基本特性參數(shù)
3.5.3常用發(fā)光二極管
3.5.4發(fā)光二極管驅(qū)動電路
3.5.5發(fā)光二極管應(yīng)用
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第4章光電導(dǎo)探測器
4.1光電導(dǎo)探測器原理與結(jié)構(gòu)
4.1.1光電導(dǎo)探測器原理
4.1.2光電導(dǎo)增益
4.1.3光敏電阻結(jié)構(gòu)
4.2光敏電阻基本特性參數(shù)
4.2.1光電特性
4.2.2光電導(dǎo)靈敏度
4.2.3溫度特性
4.2.4響應(yīng)時間
4.2.5光譜特性
4.2.6伏安特性
4.2.7前歷效應(yīng)
4.2.8噪聲特性
4.3典型光敏電阻
4.3.1本征光電導(dǎo)探測器
4.3.2雜質(zhì)型光敏電阻
4.3.3多晶光電導(dǎo)探測器
4.4光敏電阻偏置電路
4.4.1光敏電阻微變等效電路
4.4.2基本偏置電路
4.4.3恒流偏置電路
4.4.4恒壓偏置電路
4.4.5恒功率偏置電路
4.5光電導(dǎo)探測器應(yīng)用
4.5.1聲光自動控制電路
4.5.2照明燈自動控制電路
4.5.3火焰報警電路
4.5.4照相機自動曝光控制電路
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第5章光伏探測器
5.1光電池
5.1.1硅光電池工作原理與基本結(jié)構(gòu)
5.1.2硅光電池基本特性
5.1.3常用光電池
5.1.4光電池的偏置電路
5.1.5光電池應(yīng)用
5.2光敏二極管
5.2.1硅光敏二極管工作原理與基本結(jié)構(gòu)
5.2.2硅光敏二極管基本特性
5.2.3常用光敏二極管
5.2.4光敏二極管偏置電路
5.2.5光敏二極管應(yīng)用
5.3光敏晶體管
5.3.1硅光敏晶體管工作原理與基本結(jié)構(gòu)
5.3.2硅光敏晶體管基本特性
5.3.3常用光敏晶體管
5.3.4光敏晶體管應(yīng)用
5.4PIN光敏二極管
5.4.1PIN光敏二極管結(jié)構(gòu)與工作原理
5.4.2PIN光敏二極管主要特性參數(shù)
5.4.3典型的PIN光敏二極管與應(yīng)用
5.5雪崩光敏二極管
5.5.1雪崩光敏二極管原理
5.5.2達通型雪崩光敏二極管結(jié)構(gòu)、電場、電荷分布
5.5.3雪崩光敏二極管主要特性參數(shù)
5.5.4典型的雪崩光敏二極管與應(yīng)用
5.6色敏探測器
5.6.1色敏探測器結(jié)構(gòu)與工作原理
5.6.2色敏探測器的檢測電路
5.6.3色敏探測器的短路電流比波長特性
5.6.4兩種色敏探測器
5.6.5色敏探測器應(yīng)用
5.7位置敏感探測器
5.7.1PSD工作原理
5.7.2PSD檢測電路
5.7.3PSD主要特性參數(shù)
5.7.4常用PSD
5.7.5PSD應(yīng)用
5.8象探測器
5.8.1象探測器原理
5.8.2四象限探測器的空間分辨率
5.8.3四象限探測器信號處理電路
5.8.4四象限探測器及其應(yīng)用
5.9光耦合器
5.9.1光耦合器工作原理與結(jié)構(gòu)
5.9.2光耦合器特性參數(shù)
5.9.3光耦合器應(yīng)用
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第6章光電子發(fā)射探測器
6.1光電陰極
6.2光電倍增管原理與結(jié)構(gòu)
6.2.1光電倍增管工作原理
6.2.2光電倍增管結(jié)構(gòu)
6.3光電倍增管主要特性參數(shù)
6.4光電倍增管工作電路
6.4.1高壓供電電路
6.4.2信號輸出電路
6.5光電倍增管應(yīng)用
6.5.1分光光度法
6.5.2醫(yī)療器械
6.5.3生物技術(shù)
6.5.4石油測井
6.5.5環(huán)境測量
6.5.6工業(yè)測量
6.5.7固體表面分析
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第7章熱探測器
7.1熱探測器基本原理
7.1.1溫度變化方程
7.1.2熱探測器的最小可探測功率
7.2熱電偶探測器
7.2.1熱電偶工作原理
7.2.2熱電偶主要特性參數(shù)
7.2.3熱電堆
7.2.4熱電偶與熱電堆應(yīng)用
7.3熱敏電阻探測器
7.3.1熱敏電阻基本原理與結(jié)構(gòu)
7.3.2熱敏電阻探測器主要特性參數(shù)
7.3.3熱敏電阻應(yīng)用
7.4熱釋電探測器
7.4.1熱釋電器基本原理
7.4.2熱釋電探測器主要特性參數(shù)
7.4.3常用的熱釋電探測器材料
7.4.4熱釋電探測器應(yīng)用
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第8章光電圖像探測器
8.1像管
8.1.1像管基本原理與結(jié)構(gòu)
8.1.2像管主要特性參數(shù)
8.1.3紅外變像管
8.1.4像增強管
8.1.5像管應(yīng)用
8.2真空攝像管
8.2.1光電導(dǎo)式攝像管
8.2.2光電發(fā)射式攝像管
8.3電荷耦合器件
8.3.1電荷耦合器件工作原理
8.3.2電荷耦合器件主要特性參數(shù)
8.3.3電荷耦合成像器件
8.3.4電荷耦合成像器件的驅(qū)動方法
8.3.5常用的線陣CCD成像器件
8.3.6電荷耦合成像器件應(yīng)用
8.4CMOS圖像傳感器
8.4.1CMOS成像器件的像敏單元結(jié)構(gòu)與工作原理
8.4.2CMOS成像器件的組成架構(gòu)
8.4.3CMOS與CCD圖像器件的比較
8.5紅外焦平面陣列探測器
8.5.1非制冷紅外焦平面的結(jié)構(gòu)與工作原理
8.5.2紅外成像與紅外熱像儀
8.5.3典型的紅外焦平面探測器
8.5.4紅外成像技術(shù)應(yīng)用
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第9章光學(xué)信息變換
9.1光學(xué)信息變換概述
9.2幾何光學(xué)方法的光學(xué)信息變換
9.2.1物體尺寸信息的光學(xué)變換
9.2.2位移信息的光學(xué)變換
9.3物理光學(xué)方法的光學(xué)信息變換
9.3.1干涉方法的光學(xué)信息變換
9.3.2衍射方法的光學(xué)信息變換
9.4時變光信息的調(diào)制
9.4.1調(diào)制光優(yōu)點
9.4.2光信號調(diào)制基本原理
9.4.3光調(diào)制方法
9.4.4調(diào)制信號解調(diào)
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第10章微弱光電信號的探測與處理
10.1直接探測與外差探測
10.1.1直接探測
10.1.2光頻外差探測
10.2微弱光電信號前置放大器的設(shè)計
10.2.1放大器的噪聲模型與等效輸入噪聲
10.2.2噪聲系數(shù)
10.2.3光電探測器與前置放大器耦合網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計原則
10.2.4低噪聲前置運放的選用
10.2.5低噪聲放大器設(shè)計原則與方法
10.3微弱光電信號的探測與處理
10.3.1微弱光電信號的檢測
10.3.2窄帶濾波法
10.3.3相關(guān)檢測法
10.3.4鎖定放大器
10.3.5取樣積分法
10.3.6光子計數(shù)器
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
第11章典型的光電檢測系統(tǒng)
11.1空間光通信捕獲、跟蹤、瞄準(zhǔn)系統(tǒng)
11.1.1空間光通信系統(tǒng)
11.1.2ATP系統(tǒng)構(gòu)成
11.1.3共軸雙檢測ATP系統(tǒng)
11.1.4ATP系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)
11.2基于光電鼠標(biāo)芯片的物體運動狀態(tài)測量系統(tǒng)
11.2.1光電鼠標(biāo)工作原理及構(gòu)成
11.2.2光電鼠標(biāo)主要技術(shù)參數(shù)
11.2.3基于光電鼠標(biāo)傳感器的運動物體無接觸檢測
11.3用于三維復(fù)合精細成像的雙CCD交會測量
11.3.1CCD光電信號的二值化處理與數(shù)據(jù)采集
11.3.2雙CCD交會測量的系統(tǒng)構(gòu)成
11.3.3雙CCD交會測量的基本原理
11.3.4用于三維精細成像的雙CCD交會測量系統(tǒng)設(shè)計
11.4時域分布式光纖測溫系統(tǒng)
11.4.1拉曼散射型分布式光纖測溫系統(tǒng)工作原理
11.4.2拉曼散射型分布式光纖測溫系統(tǒng)設(shè)計
11.5基于紅外傳感器的氣體濃度檢測系統(tǒng)
11.5.1紅外吸收檢測原理
11.5.2紅外吸收型CO2氣體檢測系統(tǒng)的設(shè)計
11.5.3系統(tǒng)的定標(biāo)
11.6光電火控系統(tǒng)
11.6.1光電火控系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
11.6.2光電測距裝置
11.6.3光電測角裝置
11.6.4監(jiān)視及捕捉裝置
11.6.5火控計算機
本章小結(jié)
思考題與習(xí)題
參考文獻
5.5.2達通型雪崩光敏二極管結(jié)構(gòu)、電場、電荷分布

5.5.3雪崩光敏二極管主要特性參數(shù)

5.5.4典型的雪崩光敏二極管與應(yīng)用

5.6色敏探測器

5.6.1色敏探測器結(jié)構(gòu)與工作原理

5.6.2色敏探測器的檢測電路

5.6.3色敏探測器的短路電流比波長特性

5.6.4兩種色敏探測器

5.6.5色敏探測器應(yīng)用

5.7位置敏感探測器

5.7.1PSD工作原理

5.7.2PSD檢測電路

5.7.3PSD主要特性參數(shù)

5.7.4常用PSD

5.7.5PSD應(yīng)用

5.8象探測器

5.8.1象探測器原理

5.8.2四象限探測器的空間分辨率

5.8.3四象限探測器信號處理電路

5.8.4四象限探測器及其應(yīng)用

5.9光耦合器

5.9.1光耦合器工作原理與結(jié)構(gòu)

5.9.2光耦合器特性參數(shù)

5.9.3光耦合器應(yīng)用

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第6章光電子發(fā)射探測器

6.1光電陰極

6.2光電倍增管原理與結(jié)構(gòu)

6.2.1光電倍增管工作原理

6.2.2光電倍增管結(jié)構(gòu)

6.3光電倍增管主要特性參數(shù)

6.4光電倍增管工作電路

6.4.1高壓供電電路

6.4.2信號輸出電路

6.5光電倍增管應(yīng)用

6.5.1分光光度法

6.5.2醫(yī)療器械

6.5.3生物技術(shù)

6.5.4石油測井

6.5.5環(huán)境測量

6.5.6工業(yè)測量

6.5.7固體表面分析

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第7章熱探測器

7.1熱探測器基本原理

7.1.1溫度變化方程

7.1.2熱探測器的最小可探測功率

7.2熱電偶探測器

7.2.1熱電偶工作原理

7.2.2熱電偶主要特性參數(shù)

7.2.3熱電堆

7.2.4熱電偶與熱電堆應(yīng)用

7.3熱敏電阻探測器

7.3.1熱敏電阻基本原理與結(jié)構(gòu)

7.3.2熱敏電阻探測器主要特性參數(shù)

7.3.3熱敏電阻應(yīng)用

7.4熱釋電探測器

7.4.1熱釋電器基本原理

7.4.2熱釋電探測器主要特性參數(shù)

7.4.3常用的熱釋電探測器材料

7.4.4熱釋電探測器應(yīng)用

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第8章光電圖像探測器

8.1像管

8.1.1像管基本原理與結(jié)構(gòu)

8.1.2像管主要特性參數(shù)

8.1.3紅外變像管

8.1.4像增強管

8.1.5像管應(yīng)用

8.2真空攝像管

8.2.1光電導(dǎo)式攝像管

8.2.2光電發(fā)射式攝像管

8.3電荷耦合器件

8.3.1電荷耦合器件工作原理

8.3.2電荷耦合器件主要特性參數(shù)

8.3.3電荷耦合成像器件

8.3.4電荷耦合成像器件的驅(qū)動方法

8.3.5常用的線陣CCD成像器件

8.3.6電荷耦合成像器件應(yīng)用

8.4CMOS圖像傳感器

8.4.1CMOS成像器件的像敏單元結(jié)構(gòu)與工作原理

8.4.2CMOS成像器件的組成架構(gòu)

8.4.3CMOS與CCD圖像器件的比較

8.5紅外焦平面陣列探測器

8.5.1非制冷紅外焦平面的結(jié)構(gòu)與工作原理

8.5.2紅外成像與紅外熱像儀

8.5.3典型的紅外焦平面探測器

8.5.4紅外成像技術(shù)應(yīng)用

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第9章光學(xué)信息變換

9.1光學(xué)信息變換概述

9.2幾何光學(xué)方法的光學(xué)信息變換

9.2.1物體尺寸信息的光學(xué)變換

9.2.2位移信息的光學(xué)變換

9.3物理光學(xué)方法的光學(xué)信息變換

9.3.1干涉方法的光學(xué)信息變換

9.3.2衍射方法的光學(xué)信息變換

9.4時變光信息的調(diào)制

9.4.1調(diào)制光優(yōu)點

9.4.2光信號調(diào)制基本原理

9.4.3光調(diào)制方法

9.4.4調(diào)制信號解調(diào)

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第10章微弱光電信號的探測與處理

10.1直接探測與外差探測

10.1.1直接探測

10.1.2光頻外差探測

10.2微弱光電信號前置放大器的設(shè)計

10.2.1放大器的噪聲模型與等效輸入噪聲

10.2.2噪聲系數(shù)

10.2.3光電探測器與前置放大器耦合網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計原則

10.2.4低噪聲前置運放的選用

10.2.5低噪聲放大器設(shè)計原則與方法

10.3微弱光電信號的探測與處理

10.3.1微弱光電信號的檢測

10.3.2窄帶濾波法

10.3.3相關(guān)檢測法

10.3.4鎖定放大器

10.3.5取樣積分法

10.3.6光子計數(shù)器

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

第11章典型的光電檢測系統(tǒng)

11.1空間光通信捕獲、跟蹤、瞄準(zhǔn)系統(tǒng)

11.1.1空間光通信系統(tǒng)

11.1.2ATP系統(tǒng)構(gòu)成

11.1.3共軸雙檢測ATP系統(tǒng)

11.1.4ATP系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)

11.2基于光電鼠標(biāo)芯片的物體運動狀態(tài)測量系統(tǒng)

11.2.1光電鼠標(biāo)工作原理及構(gòu)成

11.2.2光電鼠標(biāo)主要技術(shù)參數(shù)

11.2.3基于光電鼠標(biāo)傳感器的運動物體無接觸檢測

11.3用于三維復(fù)合精細成像的雙CCD交會測量

11.3.1CCD光電信號的二值化處理與數(shù)據(jù)采集

11.3.2雙CCD交會測量的系統(tǒng)構(gòu)成

11.3.3雙CCD交會測量的基本原理

11.3.4用于三維精細成像的雙CCD交會測量系統(tǒng)設(shè)計

11.4時域分布式光纖測溫系統(tǒng)

11.4.1拉曼散射型分布式光纖測溫系統(tǒng)工作原理

11.4.2拉曼散射型分布式光纖測溫系統(tǒng)設(shè)計

11.5基于紅外傳感器的氣體濃度檢測系統(tǒng)

11.5.1紅外吸收檢測原理

11.5.2紅外吸收型CO2氣體檢測系統(tǒng)的設(shè)計

11.5.3系統(tǒng)的定標(biāo)

11.6光電火控系統(tǒng)

11.6.1光電火控系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

11.6.2光電測距裝置

11.6.3光電測角裝置

11.6.4監(jiān)視及捕捉裝置

11.6.5火控計算機

本章小結(jié)

思考題與習(xí)題

參考文獻