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第1章 光电技术基础 1

1.1 光辐射的度量 1

1.1.1 与光源有关的辐射度参数与光度参数 2

1.1.2 与接收器有关的辐射度参数及光度参数 4

1.2 光谱辐射分布与量子流速率 6

1.2.1 光源的光谱辐射分布参量 6

1.2.2 量子流速率 7

1.3 物体热辐射 8

1.3.1 黑体辐射定律 8

1.3.2 辐射体的分类 10

1.4 辐射度参数与光度参数的关系 10

1.4.1 人眼的视觉灵敏度 11

1.4.2 人眼的光谱光视效能 12

1.4.3 辐射体光视效能 14

1.5 半导体对光的吸收 15

1.5.1 物质对光吸收的一般规律 15

1.5.2 半导体吸收光的规律 15

1.6 光电效应 16

1.6.1 内光电效应 17

1.6.2 光电发射效应 21

思考题与习题1 22

第2章 光电导器件 24

2.1 光敏电阻的原理与结构 24

2.2 光敏电阻的基本特性 27

2.3 光敏电阻的变换电路 32

2.3.1 基本偏置电路 32

2.3.2 恒流电路 33

2.3.3 恒压电路 34

2.3.4 例题 34

2.4 光敏电阻的应用实例 36

2.4.1 照明灯的光电控制电路 36

2.4.2 火焰探测报警器 36

2.4.3 照相机电子快门 37

思考题与习题2 38

第3章 光生伏特器件 40

3.1 硅光电二极管 40

3.1.1 硅光电二极管的工作原理 40

3.1.2 光电二极管的基本特性 41

3.2 其他类型的光生伏特器件 44

3.2.1 PIN型光电二极管 44

3.2.2 雪崩光电二极管 45

3.2.3 硅光电池 47

3.2.4 光电三极管 50

3.2.5 色敏光生伏特器件 53

3.2.6 光生伏特器件组合件 56

3.2.7 光电位置敏感器件（PSD） 60

3.3 光生伏特器件的偏置电路 65

3.3.1 反向偏置电路 65

3.3.2 零伏偏置电路 67

3.4 半导体光电器件的特性参数与选择 68

3.4.1 半导体光电器件的特性参数 68

3.4.2 半导体光电器件的应用选择 69

思考题与习题3 71

第4章 光电发射器件 73

4.1 光电发射阴极 73

4.1.1 光电发射阴极的主要特性参数 73

4.1.2 光电阴极材料 74

4.2 真空光电管与光电倍增管的工作原理 76

4.2.1 真空光电管的原理 76

4.2.2 光电倍增管的基本原理 76

4.2.3 光电倍增管的结构 77

4.3 光电倍增管的基本特性 79

4.4 光电倍增管的供电电路 85

4.5 光电倍增管的典型应用 88

4.5.1 光谱探测领域的应用 88

4.5.2 时间分辨荧光免疫分析中的应用 89

思考题与习题4 91

第5章 热辐射探测器件 93

5.1 热辐射的一般规律 93

5.1.1 温度变化方程 93

5.1.2 热电器件的最小可探测功率 94

5.2 热敏电阻与热电堆探测器 95

5.2.1 热敏电阻 95

5.2.2 热电偶探测器 99

5.2.3 热电堆探测器 101

5.3 热释电器件 103

5.3.1 热释电器件的基本工作原理 104

5.3.2 热释电器件的灵敏度 107

5.3.3 热释电器件的噪声 108

5.3.4 热释电器件的类型 110

5.3.5 典型热释电器件 112

5.4 热探测器概述 114

思考题与习题5 114

第6章 发光器件与光电耦合器件 116

6.1 LED的基本工作原理与特性 116

6.2 LED的应用 124

6.2.1 LED绿色照明光源 124

6.2.2 LED在显示方面的应用 126

6.3 光电耦合器件 127

6.3.1 光电耦合器件的结构与电路符号 127

6.3.2 光电耦合器件的特性参数 129

6.4 光电耦合器件的应用 133

思考题与习题6 136

第7章 光电信息变换 137

7.1 光电信息变换的分类 137

7.1.1 光电信息变换的基本形式 138

7.1.2 光电信息变换的类型 140

7.2 光电变换电路的分类 141

7.2.1 模拟光电变换电路 141

7.2.2 模-数光电变换电路 147

7.3 几何光学方法的光电信息变换 147

7.3.1 长、宽尺寸信息的光电变换 147

7.3.2 位移信息的光电变换 148

7.3.3 速度信息的光电变换 148

7.4 物理光学方法的光电信息变换 150

7.4.1 干涉方法的光电信息变换 150

7.4.2 衍射方法的光电信息变换 151

7.5 时变光电信息的调制 152

7.5.1 调制的基本原理与类型 152

7.5.2 信号的调制 155

7.5.3 调制信号的解调 156

思考题与习题7 156

第8章 图像信息的光电变换 158

8.1 图像传感器简介 158

8.2 光电成像原理与电视制式 159

8.2.1 光电成像原理 159

8.2.2 电视制式 161

8.3 电荷耦合器件 164

8.3.1 线阵CCD图像传感器 164

8.3.2 面阵CCD图像传感器 172

8.4 CMOS图像传感器 175

8.4.1 CMOS成像器件的结构原理 175

8.4.2 典型CMOS图像传感器 178

8.5 热成像器件 178

8.5.1 点扫描式热释电热像仪 178

8.5.2 热释电摄像管的基本结构 178

8.5.3 典型热像仪 179

8.6 图像的增强与变像 181

8.6.1 工作原理及其典型结构 181

8.6.2 性能参数 181

8.6.3 像增强器的级联 183

思考题与习题8 183

第9章 光电信号的数据采集与计算机接口技术 185

9.1 光电信号的二值化处理 185

9.1.1 单元光电信号的二值化处理 185

9.1.2 序列光电信号的二值化处理 187

9.2 光电信号的二值化数据采集与接口 189

9.2.1 硬件二值化数据采集电路 189

9.2.2 边沿送数法二值化数据电路 190

9.3 光电信号的量化处理与A/D数据采集 191

9.3.1 单元光电信号的量化处理 191

9.3.2 单元光电信号的A/D数据采集 197

9.3.3 序列光电信号的A/D数据采集与计算机接口 199

思考题与习题9 202

第10章 光电技术的典型应用 203

10.1 用于长度量的测量与控制 203

10.1.1 板材定长裁剪系统 203

10.1.2 钢板宽度的非接触自动测量 204

10.2 光电准直技术测量物体的直线度与同轴度 207

10.2.1 激光准直测量原理 207

10.2.2 不直度的测量 209

10.2.3 不同轴度的测量 209

10.3 阶梯面高度差的非接触测量技术 210

10.3.1 阶梯面高度差的定义 210

10.3.2 利用一字线激光突显阶梯面高度差 211

10.3.3 阶梯面高度差测量精度、稳定性与测量范围 212

10.4 表面粗糙度的检测方法 212

10.4.1 测量原理 213

10.4.2 检测实验装置 214

10.4.3 实验方法 214

10.5 激光多普勒测速技术 215

10.5.1 多普勒测速原理 215

10.5.2 激光多普勒测速仪的组成 217

10.5.3 激光多普勒测速技术的应用 220

10.5.4 多普勒全场测速技术 221

10.6 光电搜索、跟踪与制导应用 223

10.6.1 搜索仪与跟踪仪 223

10.6.2 激光制导 225

10.6.3 红外跟踪制导 226

10.7 光学系统透过率测试技术 226

10.7.1 透过率 226

10.7.2 望远系统透过率的测量 227

10.7.3 照相物镜透过率的测量 227

10.8 光电技术在印刷出版工业中的应用 227

10.8.1 激光照排系统 227

10.8.2 激光雕刻凸版和凹版机 228

10.8.3 激光打印机和复印机 228

10.8.4 光盘存储 228

思考题与习题10 230

第11章 光电技术课程设计与光电信息综合实验 231

11.1 光电技术课程设计 231

11.1.1 辐射体光谱分布与探测器 231

11.1.2 光纤光功率计的课程设计 232

11.1.3 典型光电技术课程设计案例 234

11.2 光电信息综合实验 236

11.2.1 非接触测量物体位置与振动参数实验系统的原理 237

11.2.2 非接触测量物体位置与振动参数实验的内容 239

11.2.3 数据分析与实验总结 244

思考题与习题11 244

参考文献 245