光电变换与检测技术PDF电子书下载

绪论 1

第1章 光电信息变换的基本知识 4

1.1 光的两重性 4

1.1.1 电磁波谱和光谱 4

1.1.2 光的粒子性（或量子性） 5

1.2 入射光的基本度量单位 5

1.2.1 通量单位 5

1.2.2 照度单位 6

1.2.3 辐射度参数与光度参数关系 7

1.3 常用光源 7

1.3.1 半导体发光二极管 7

1.3.2 半导体激光器 8

1.4 光调制 10

1.4.1 调制光的优点 10

1.4.2 光调制的方法 10

1.5 光电效应 12

1.5.1 光电导效应 12

1.5.2 光生伏特效应 13

1.5.3 外光电效应 14

1.6 光电器件的基本特性 15

1.6.1 灵敏度 15

1.6.2 光谱响应 16

1.6.3 频率响应 16

思考题与习题 17

第2章 光电探测器件 18

2.1 光敏电阻 18

2.1.1 光敏电阻的结构及种类 18

2.1.2 光敏电阻的基本工作原理 19

2.1.3 光敏电阻的偏置电路 21

2.2 光生伏特器件 24

2.2.1 光生伏特器件的基本原理 24

2.2.2 半导体光电管 25

2.2.3 光电管的基本电路 31

2.2.4 光电池 34

2.2.5 光生伏特器件组合件 38

2.2.6 光电位置敏感器件（PSD） 40

2.3 真空光电倍增管 42

2.3.1 真空光电倍增管的基本原理 42

2.3.2 真空光电倍增管的输出特性 45

2.3.3 光电倍增管的供电电路 47

2.4 光电耦合器 50

2.4.1 光电耦合器的基本原理 50

2.4.2 光电耦合器的基本电路 52

2.4.3 光电耦合器的应用 54

思考题与习题 56

第3章 热电探测器件 58

3.1 热电探测器件的基本原理 58

3.2 热敏电阻 59

3.3 热电偶与热电堆探测器 63

3.4 热释电器件 65

思考题与习题 68

第4章 光电成像器件 69

4.1 光电成像器件的类型 69

4.1.1 直接显示型光电成像器件 69

4.1.2 间接显示型光电成像器件 70

4.2 光电成像器件的基本特性 70

4.2.1 光谱响应 70

4.2.2 转换特性 71

4.2.3 分辨力 72

4.3 变像管和像增强器 74

4.3.1 变像管和像增强器的工作原理 74

4.3.2 变像管 77

4.3.3 像增强器 80

4.3.4 像管的特性 82

4.3.5 高压电源 83

4.4 摄像管 85

4.4.1 摄像管的一般原理 85

4.4.2 视像管 86

4.4.3 视像管靶 88

4.4.4 光电发射式摄像管 91

4.4.5 摄像管的基本电路 94

4.5 电荷耦合摄像器件 97

4.5.1 CCD的MOS结构及工作原理 97

4.5.2 电极结构及工作原理 98

4.5.3 电荷传输 100

4.5.4 电荷注入与电荷检取 101

4.5.5 CCD摄像器件 102

思考题与习题 106

第5章 光电信息变换 108

5.1 光电信息变换的类型 108

5.1.1 光电传感器的基本形式 108

5.1.2 光电信息变换的工作原理 111

5.1.3 光电器件选择 111

5.2 模拟光电信息变换 114

5.2.1 简单式变换 114

5.2.2 温度补偿 116

5.2.3 差接式变换 117

5.2.4 光外差式变换 120

5.3 模—数光电信息变换 120

5.3.1 激光扫描直径信息变换 121

5.3.2 光电转速信息变换 121

5.3.3 激光干涉信息变换 122

5.3.4 光栅莫尔条纹信息变换 124

5.3.5 编码器角度代码信息变换 127

思考题与习题 129

第6章 辐射信号检测 131

6.1 缓变信号探测 131

6.1.1 光学结构 131

6.1.2 调制盘 132

6.1.3 调制盘对背景信号的空间滤波 134

6.2 脉冲信号探测 136

6.2.1 探测阈值及信噪比 136

6.2.2 滤波器带宽的选择 138

6.3 辐射温度检测 139

6.4 脉冲法测距 140

6.5 相位法测距 143

6.5.1 相位法测距的基本原理 143

6.5.2 测尺频率的选择 144

6.5.3 差频测相 145

6.5.4 数字测相（电子相位计） 146

思考题与习题 147

第7章 零件尺寸检测 149

7.1 模拟变换检测法 149

7.1.1 光通量变换法 149

7.1.2 光电投影法 150

7.2 模—数变换检测法 154

7.2.1 光学扫描法 154

7.2.2 电扫描法 156

思考题与习题 160

第8章 位移检测 161

8.1 激光干涉位移检测 161

8.1.1 激光干涉仪原理 161

8.1.2 光电接收和数字显示电路 164

8.2 光栅位移检测 165

8.2.1 光栅位移传感器 165

8.2.2 光栅线位移检测 166

8.2.3 莫尔条纹信号的电子细分 167

8.2.4 光栅角位移检测 175

思考题与习题 179

第9章 光谱检测 180

9.1 概述 180

9.1.1 光电光谱检测框图 180

9.1.2 光谱信息变换 180

9.1.3 光谱检测器 180

9.1.4 微机系统 181

9.2 光谱信息变换 181

9.2.1 光谱形成器 181

9.2.2 衍射光栅 182

9.3 光谱信号检测典型应用 183

9.3.1 红外分光光度计 183

9.3.2 光多通道分析仪 186

思考题与习题 189

第10章 光子计数技术 190

10.1 光子计数器的原理 190

10.2 光子计数器中的光电倍增管 194

10.3 放大器与鉴别器 195

10.3.1 前置放大器 195

10.3.2 脉冲幅度鉴别器 197

10.4 光子计数器的测量法 198

思考题与习题 200

第11章 光纤传感技术 201

11.1 光导纤维的基本知识 201

11.1.1 光纤传光原理 201

11.1.2 光纤的分类 202

11.1.3 光纤的基本特性 202

11.2 光纤传感器的基本原理和类型 204

11.3 非功能型光纤传感器 204

11.4 功能型光纤传感器 205

思考题与习题 207

第12章 光电信息技术应用 208

12.1 光存储技术 208

12.2 光盘存储 209

12.3 光盘驱动器 211

12.4 蓝光刻录 213

12.5 光电鼠标 216

12.6 扫描仪 218

12.6.1 扫描仪的功能 218

12.6.2 扫描仪的构成和工作原理 219

12.7 激光打印机 221

12.7.1 激光打印机的特点 221

12.7.2 激光打印机的组成 221

12.7.3 激光打印机原理 222

12.7.4 激光打印机工作过程 223

12.7.5 激光打印机中的关键技术 224

12.8 复印机 225

12.9 条形码 226

12.10 激光计算机简介 228

12.11 光纤照明 229

12.12 2008年北京奥运会光电技术应用简介 231

思考题与习题 231

附录Ⅰ 项目制作基础思考题 233

附录Ⅱ 创新设计制作参考项目 234

附录Ⅲ 光电器件特性参数表 236

附录Ⅳ 成像器件参数表 243

参考文献 248