光电检测技术与系统 第3版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 光电检测系统的基本工作原理 1

1.2 光电检测技术的主要应用范围 4

1.3 光电检测技术的现代发展 5

习题与思考题 6

第2章 光电检测技术基础 7

2.1 检测量的误差及数据处理 7

2.1.1 检测过程及误差分类 7

2.1.2 随机误差 9

2.1.3 系统误差 15

2.2 辐射度量与光度量基础 19

2.2.1 辐射度量 19

2.2.2 光度量 22

2.2.3 朗伯辐射体及其辐射特性 23

2.3 光电探测器的基本物理效应 24

2.3.1 能带理论 24

2.3.2 热平衡状态下的载流子 26

2.3.3 半导体对光的吸收 27

2.3.4 非平衡状态下的载流子 29

2.3.5 载流子的扩散与漂移 30

2.3.6 半导体的光电效应 31

2.4 光电检测器件的特性参量 37

2.4.1 响应度 38

2.4.2 噪声及其评价参数 40

习题与思考题 42

第3章 光源及辐射源 44

3.1 光源的基本要求和光源的选择 44

3.1.1 光源的基本特性参数 44

3.1.2 光源选择的基本要求和光源的分类 45

3.1.3 标准照明体和标准光源 48

3.2 热光源 51

3.2.1 黑体及黑体光强标准器 51

3.2.2 白炽灯 56

3.2.3 其他 56

3.3 气体放电光源 57

3.3.1 开放式气体放电光源 57

3.3.2 气体灯 58

3.4 固体发光光源 60

3.4.1 电致发光屏 60

3.4.2 发光二极管 62

3.5 激光光源 63

3.5.1 气体激光器 64

3.5.2 固体激光器 65

3.5.3 可调谐染料激光器 66

3.5.4 半导体激光器 67

3.6 新型半导体光源 68

3.6.1 新型电调制红外光源 68

3.6.2 超辐射发光二极管 70

3.6.3 掺杂光纤超荧光宽带光源 73

习题与思考题 74

第4章 光电探测器及其校正技术 75

4.1 概述 75

4.2 光电子发射探测器 76

4.2.1 光电倍增管 76

4.2.2 光子计数器 85

4.3 光电导器件 89

4.4 光电池和光电二极管 99

4.5 热电探测器 112

4.5.1 热探测器的基本原理 112

4.5.2 热电探测器 114

4.6 成像探测器 118

4.6.1 CCD图像传感器的工作原理 118

4.6.2 微光像增强器 124

4.7 光电探测器的校正 126

4.7.1 变光度的实现 127

4.7.2 漫射体及其在光电检测中的应用 132

4.7.3 光谱校正及应用 138

习题与思考题 142

第5章 光学系统及专用光学元件 143

5.1 光电检测中的光学系统 143

5.2 常用物镜简介 146

5.3 探测器辅助光学系统 150

5.4 光电检测中的计量部件 156

5.4.1 计量光栅 156

5.4.2 电子细分技术的基本原理 160

5.4.3 光学码盘及编码 164

5.5 角反射器与极性分析器 167

习题与思考题 171

第6章 光电信号的变换及检测技术 172

6.1 光电信号检测电路的噪声 172

6.1.1 噪声的分类及性质 172

6.1.2 主要的噪声类型 173

6.1.3 噪声等效参量 175

6.1.4 前置放大器的噪声 177

6.2 前置放大器 180

6.3 常用电路介绍 182

6.3.1 选频放大器 183

6.3.2 相敏检波器（相敏整流器、相敏解调器） 184

6.3.3 相位检测器（鉴相器） 185

6.3.4 鉴频器 186

6.3.5 脉宽鉴别器 187

6.3.6 积分、微分运算器 188

6.3.7 锁相环及锁相放大器 189

6.4 光电技术中的调制技术 191

6.4.1 一般光电信号的调制 191

6.4.2 专用调制盘 195

6.4.3 利用物理光学原理实现的光调制技术 198

习题与思考题 204

第7章 光纤技术及应用 205

7.1 光学纤维的基本工作原理及分类 205

7.1.1 光纤的基本工作原理及分类 205

7.1.2 主要的光纤制品 208

7.1.3 光纤的耦合 211

7.2 光纤器件主要参量的光电检测 211

7.2.1 光纤器件数值孔径的测量 212

7.2.2 光纤器件透射比的测量 213

7.2.3 光纤器件刀口响应的测量 214

7.2.4 光纤器件色散特性的测量 214

7.3 光纤制品的一般应用 215

7.3.1 光纤通信 215

7.3.2 光纤在直接导光方面的应用 216

7.3.3 光纤制品在传像方面的应用 217

7.4 智能光纤传感技术 219

7.4.1 智能结构 219

7.4.2 光纤传感器在智能结构中的应用 219

7.4.3 光纤智能结构的应用 222

7.5 光纤传感器及其应用 225

7.5.1 光纤传感器的优点及类型 225

7.5.2 光强调制型光纤传感器 226

7.5.3 相位干涉型光纤传感器 227

7.5.4 偏振态型光纤传感器 230

7.5.5 分布式光纤传感器 230

7.5.6 用于构成分布式光纤传感器的主要技术 234

7.5.7 其他光纤传感器及应用 236

习题与思考题 237

第8章 非光物理量的光电检测 238

8.1 光强型光电检测系统 238

8.1.1 直接测量法 238

8.1.2 差动测量法 239

8.1.3 补偿测量法 241

8.1.4 补偿式轴径检测装置 244

8.1.5 利用比较法检测透明薄膜的厚度 245

8.1.6 利用α射线测量块规厚度的装置 245

8.1.7 圆形物体偏心度的光电检测 245

8.1.8 利用补偿法测量线材直径 246

8.1.9 对圆柱形零件的外观检查 247

8.2 脉冲型光电检测系统 247

8.2.1 物体长度分检装置原理 247

8.2.2 液位高度控制器 248

8.2.3 光电探测信号码的工作原理 249

8.2.4 气体流量自动检控装置 249

8.2.5 利用测量脉冲频率测定转盘转速 250

8.2.6 利用脉冲持续时间测定零件尺寸 250

8.2.7 全脉冲法测定零件尺寸 251

8.2.8 光栅数字测径仪 252

8.2.9 脉冲激光测距 252

8.3 相位型和频率型光电检测系统 253

8.3.1 激光相位测距法 253

8.3.2 激光光波比长仪 254

8.3.3 双频激光干涉测长系统 254

8.3.4 激光流速计 256

8.4 利用物理光学原理的光电检测系统 257

8.4.1 利用衍射测量细丝的直径 257

8.4.2 利用全反射检测液面的装置 258

8.4.3 利用偏振光全反射检测液面的装置 258

8.4.4 利用双折射和干涉原理的测力计 258

8.5 其他光电检测系统 259

8.5.1 利用示波器检测线材直径的方案 259

8.5.2 光电跟踪装置的工作原理 260

8.5.3 石英沙色选机 262

习题与思考题 263

第9章 现代光电检测技术与系统 264

9.1 光谱仪器 264

9.1.1 单色光的产生 264

9.1.2 光谱仪器的分类 265

9.1.3 分光光度计 265

9.1.4 傅里叶变换光谱仪 266

9.1.5 成像光谱仪 268

9.2 光度量和辐射度量检测技术 271

9.2.1 照度的测量 271

9.2.2 亮度的测量 273

9.2.3 辐射测量与测温 274

9.3 莫尔形貌（等高线）测试技术 278

9.3.1 照射型莫尔法 278

9.3.2 投影型莫尔法 279

9.3.3 莫尔条纹级次与凹凸判断 280

9.3.4 几何可测深度 280

9.4 条形码技术 281

9.5 三角法测试技术 285

9.5.1 三角法测试技术基础 285

9.5.2 三角法测试技术的应用 286

9.6 光电图像检测技术 288

9.6.1 图像的预处理技术 288

9.6.2 光电图像检测技术的应用 293

习题与思考题 298

参考文献 299