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目录 1

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 5

1.2　光谱辐射分布与量子流速率 7

1.3　物体热辐射 8

1.3.1　黑体辐射定律 9

1.3.2　辐射体的分类及其温度表示 11

1.4　辐射度参数与光度参数的关系 15

1.5　半导体对光的吸收 20

1.6　光电效应 22

1.6.1　内光电效应 22

1.6.2　光电发射效应 27

思考题与习题1 28

第2章　光电导器件 30

2.1　光敏电阻的原理与结构 30

2.2　光敏电阻的基本特性 33

2.3　光敏电阻的变换电路 39

2.4　光敏电阻的应用实例 43

思考题与习题2 46

第3章　光生伏特器件 48

3.1　硅光电二极管 48

3.1.1　硅光电二极管的工作原理 48

3.1.2　光电二极管的基本特性 49

3.2　其他类型的光生伏特器件 53

3.2.1　PIN型光电二极管 53

3.2.2　雪崩光电二极管 53

3.2.3　硅光电池 56

3.2.4　光电三极管 59

3.2.5　色敏光生伏特器件 63

3.2.6　光生伏特器件组合件 66

3.2.7　光电位置敏感器件（PSD） 70

3.3　光生伏特器件的偏置电路 75

3.3.1　反向偏置电路 75

3.3.2　零伏偏置电路 78

3.4　半导体光电器件的特性参数与选择 78

思考题与习题3 81

4.1.1　光电发射阴极的主要特性参数 84

4.1　光电发射阴极 84

第4章　光电发射器件 84

4.1.2　光电阴极材料 85

4.2　真空光电管与光电倍增管的工作原理 87

4.2.1　真空光电管的原理 87

4.2.2　光电倍增管 88

4.3　光电倍增管的基本特性 90

4.4　光电倍增管的供电电路 98

4.5　光电倍增管的典型应用 101

思考题与习题4 104

5.1　热辐射的一般规律 106

第5章　热辐射探测器件 106

5.2　热敏电阻与热电堆探测器 108

5.2.1　热敏电阻 108

5.2.2　热电偶探测器 113

5.2.3　热电堆探测器 115

5.3　热释电器件 117

5.3.1　热释电器件的基本工作原理 118

5.3.2　热释电器件的灵敏度 122

5.3.3　热释电器件的噪声 123

5.3.4　热释电器件的类型 125

5.3.5　典型热释电器件 127

5.4　热探测器概述 128

思考题与习题5 129

第6章　发光器件与光电耦合器件 131

6.1　发光二极管的基本工作原理与特性 131

6.2　发光二极管的应用 137

6.3　半导体激光器 139

6.3.1　半导体激光器的发光原理 139

6.3.2　半导体激光器的结构 142

6.4.1　光电耦合器件的结构与电路符号 148

6.4　光电耦合器件 148

6.4.2　光电耦合器件的特性参数 150

6.5　光电耦合器件的应用 156

思考题与习题6 158

第7章　光电信息变换 159

7.1　光电信息变换的分类 159

7.1.1　光电信息变换的基本形式 160

7.1.2　光电信息变换的类型 162

7.2.1　模拟光电变换电路 163

7.2　光电变换电路的分类 163

7.2.2　模-数光电变换电路 170

7.3　几何光学方法的光电信息变换 174

7.3.1　长、宽尺寸信息的光电变换 174

7.3.2　位移信息的光电变换 179

7.3.3　速度信息的光电变换 181

7.4　物理光学方法的光电信息变换 183

7.4.1　干涉方法的光电信息变换 184

7.4.2　衍射方法的光电信息变换 194

7.5.1　调制的基本原理与类型 197

7.5　时变光电信息的调制 197

7.5.2　信号的调制 203

7.5.3　调制信号的解调 207

思考题与习题7 210

第8章　图像信息的光电变换 212

8.1　图像传感器简介 212

8.2　光电成像原理与电视制式 213

8.2.1　光电成像原理 213

8.2.2　电视制式 215

8.3　真空摄像管 218

8.4　电荷耦合器件 223

8.4.1　线阵CCD图像传感器 223

8.4.2　面阵CCD图像传感器 232

8.5　CMOS图像传感器 234

8.5.1 CMOS成像器件的结构原理 235

8.5.2　典型CMOS图像传感器 238

8.6　红外热成像 242

8.7　图像的增强与变像 245

8.7.1　工作原理及其典型结构 245

8.7.2　性能参数 246

8.7.3　像增强器的级联 248

思考题与习题8 251

第9章　光电信号的数据采集与计算机接口技术 253

9.1　光电信号的二值化处理 253

9.1.1　单元光电信号的二值化处理 253

9.1.2　序列光电信号的二值化处理 255

9.2　光电信号的二值化数据采集与接口 258

9.3　光电信号的量化处理与A/D数据采集 260

9.3.1　单元光电信号的量化处理 260

9.3.2　单元光电信号的A/D数据采集 268

9.3.3　序列光电信号的量化处理 269

9.3.4　序列光电信号的A/D数据采集与计算机接口 273

9.4　视频信号的A/D数据采集 276

9.4.1　基于PC总线的图像采集卡 276

9.4.2　基于PCI总线的图像采集卡 280

思考题与习题9 284

10.1　长度量光电测量 285

10.1.1　钢板宽度的非接触自动测量 285

第10章　光电信息变换技术的典型应用 285

10.1.2　板材定长裁剪系统 287

10.2　光学传递函数检测技术 289

10.3　利用激光准直技术测量物体的直线度与同轴度 294

10.4　光电信息变换技术在搜索、跟踪与制导中的应用 298

10.4.1　搜索仪与跟踪仪 298

10.4.2　激光制导 300

10.4.3　红外跟踪制导 301

10.5　光学系统透过率测试技术 304

10.6.1　激光照排系统 308

10.6　光电信息变换技术在印刷出版工业中的应用 308

10.6.2　激光雕刻凸版和凹版机 310

10.6.3　激光打印机和复印机 310

10.6.4　光盘存储 313

10.7　表面粗糙度的检测方法 316

10.8　医用真空图像传感器检测技术 319

10.8.1　X射线图像增强器 319

10.8.2　医用真空图像传感器的应用 322

10.9　激光多普勒测速技术 327

思考题与习题10 335

第11章　光电技术的新发展 336

11.1　泵浦探测技术 336

11.2　频率上转换光电探测技术 344

11.3　光电技术的发展趋势 352

11.3.1　光电技术的若干进展 352

11.3.2　光电技术的应用 354

11.3.3　世界光电子技术发展趋势 363

思考题与习题11 364

本章参考文献 364

参考文献 366