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第1章 光信息源及其选用 1

1.1常用的普通光源及其选用 1

1.1.1热辐射光源 1

1.1.2气体放电光源 2

1.1.3普通光源选用要点 3

1.2发光二极管（LED）及其使用 3

1.2.1 LED概述 3

1.2.2 LED的检测 4

1.2.3 LED的驱动 5

1.2.4 LED的应用 6

1.3固体环保照明光源——白光LED 8

1.3.1白光LED概述 8

1.3.2用AC直接驱动白光LED的实用技术 9

1.3.3白光LED与现行照明光源的比较 11

1.4高效节能平面分布式固态光源——OLED灯 12

1.4.1 OLED灯概述 12

1.4.2 OLED灯的特点及与现有光源的比较 14

1.5激光器 14

1.5.1激光概述 15

1.5.2气体激光器 15

1.5.3固体激光器 17

1.5.4液体激光器 17

1.6半导体激光器及其使用 18

1.6.1半导体激光器概述 18

1.6.2量子阱半导体激光器 24

1.6.3垂直腔面发射半导体激光器 26

1.6.4微腔激光器 27

1.6.5半导体激光器的安全使用 28

1.7光纤激光器 31

1.7.1光纤激光器概述 31

1.7.2光纤激光器的特殊谐振腔 33

1.7.3双包层光纤激光器 34

1.7.4连续波光纤激光器 35

1.7.5多波长光纤激光器 35

1.7.6高功率光纤激光器 36

1.7.7超短脉冲光纤激光器 37

1.8光子晶体激光器 39

1.8.1光子晶体 39

1.8.2光子晶体激光器 40

1.8.3光子晶体光纤激光器 42

第2章 光辐射信息探测器件及其使用 46

2.1真空光电探测器件及其使用 46

2.1.1光电发射材料 46

2.1.2光电倍增管（PMT） 48

2.1.3 MCP光电倍增管 51

2.1.4光电倍增管的特点及使用要点 52

2.2半导体光电探测器件及其使用 53

2.2.1半导体光电导型探测器件 53

2.2.2光电池 56

2.2.3光敏二极管 58

2.2.4光敏三极管 64

2.2.5光伏型与光电导型器件的区别及使用要点 66

2.2.6半导体光电探测器件的检测及应用电路 68

2.3光电信息探测器件的性能比较和应用选择 69

2.3.1光电信息探测器件的性能比较 69

2.3.2光电信息探测器件的应用选择 70

2.4半导体组合型特种探测器件 72

2.4.1象限探测器 72

2.4.2楔环探测器 74

2.4.3光电位置探测器 75

2.4.4色敏探测器 78

2.4.5光桥与光电位器 80

2.4.6光电耦合器件及其检测方法 81

2.5热电偶与热电堆及其使用 82

2.5.1热电偶 83

2.5.2热电堆 84

2.5.3热电偶与热电堆的应用及使用要点 85

2.6测辐射热计及其使用 86

2.6.1测辐射热计概述 86

2.6.2测辐射热计的特点及参数选择 87

2.6.3测辐射热计的应用电路及使用要点 88

2.6.4几种新型的测辐射热计 89

2.7热释电探测器件及其使用 90

2.7.1热释电探测器概述 90

2.7.2热释电探测器件的类型 93

2.7.3热释电探测器对前置放大器的要求 95

2.7.4热释电探测器的应用及使用要点 96

第3章 光图像信息探测器件及使用 98

3.1光图像信息探测器件的类型与电视制式 98

3.1.1光图像信息探测器件的类型 98

3.1.2电视制式 99

3.2直视型光电成像器件——变像管和像增强管 100

3.2.1像管的结构与工作原理 100

3.2.2像增强管的串联与级联 100

3.2.3微通道式像增强管 102

3.3电荷耦合器件（CCD） 103

3.3.1 CCD的结构及原理 103

3.3.2 CCD的输入／输出及外围驱动电路 104

3.3.3 CCD的类型 107

3.3.4 CCD黑白、彩色与十字标尺摄像机 112

3.4MOS图像传感器SSPA 115

3.4.1 SSPA概述 115

3.4.2 SSPA的信号读出及放大电路 116

3.4.3 SSPA与CCD的性能比较 117

3.5CMOS图像传感器 118

3.5.1 CMOS图像传感器概述 118

3.5.2 CMOS图像传感器与CCD的比较 122

3.5.3单芯片CMOS-APS摄像机 123

3.5.4宽动态CMOS-DPS摄像机 125

3.6接触式图像传感器（CIS） 127

3.6.1 CIS概述 127

3.6.2 CIS与CCD的比较 128

3.6.3 CIS在纸币图像采集等方面的应用 128

3.7一种新型的图像传感器LBCAST 129

3.7.1 LBCAST的内部结构功能及原理 129

3.7.2与CCD、CMOS图像传感器读数方式的比较 131

3.7.3 LBCAST的特点 132

3.8特种光图像信息探测器件 132

3.8.1红外光图像信息探测器件 132

3.8.2紫外光图像信息探测器件 136

3.8.3 X光图像信息探测器件 139

第4章 光电信息探测电路的设计、数据采集与计算机接口 144

4.1光电信息输入电路的设计 144

4.1.1缓变光信号输入电路的设计 144

4.1.2交变光信号输入电路的设计 151

4.2光电信息探测电路的带宽和频率特性设计 153

4.2.1光电信息探测电路的带宽 154

4.2.2光电探测电路频率特性的设计 155

4.3光电信息探测电路的低噪声设计 158

4.3.1光电信息探测电路的噪声等效处理 158

4.3.2光电信息探测电路的噪声估算 160

4.4光电信息低噪声放大器的设计 162

4.4.1放大器噪声 162

4.4.2低噪声前置放大器的选用 164

4.4.3低噪声前置放大器的设计原则与方法 166

4.4.4光电探测器件和运算放大器的连接方法 175

4.4.5小面积和大面积光电二极管的低噪声放大器 176

4.4.6几种前置放大器的实例 178

4.5光电信息的二值化与量化 180

4.5.1光电信息的二值化处理 180

4.5.2光电信息的量化处理 183

4.6光电信息的数据采集与计算机接口 185

4.6.1光电信号的二值化数据采集与计算机接口 185

4.6.2线阵成像器件的数据采集与计算机接口 188

4.6.3面阵成像器件的数据采集与计算机接口 191

4.7嵌入式系统的数据采集 193

4.7.1嵌入式技术产品的特点 193

4.7.2线阵CCD的数据采集 194

4.7.3面阵CCD的数据采集 195

4.7.4嵌入式系统的实时性设计 195

第5章 光电信息变换和检测的实用技术与方法 198

5.1时变光信息的直接检测技术 198

5.1.1光通量幅度的直接检测技术 198

5.1.2光通量的频率检测技术 202

5.1.3光通量的相位和时间检测技术 204

5.2时变光信息的调制检测技术 206

5.2.1光信息调制概述 206

5.2.2光信息调制器 209

5.2.3调制信号的解调技术 215

5.3光学目标的形位检测技术 217

5.3.1形位检测概述 217

5.3.2几何中心检测技术 218

5.3.3亮度中心检测技术 222

5.4光学图像的扫描检测技术 223

5.4.1扫描检测概述 223

5.4.2图像扫描技术 224

5.4.3实体扫描技术 227

5.5几何变换的光电检测方法 230

5.5.1光电准直方法 230

5.5.2光电测长方法 233

5.5.3轴向测距方法 235

5.5.4光电开关的实用技术方法 237

5.5.5光电编码的技术方法 241

5.6物理变换的光电检测方法 247

5.6.1光电干涉测量的技术方法 248

5.6.2单频光相干的条纹探测方法 249

5.6.3双频光相干的差频探测方法 252

5.6.4差频探测与直接探测法的比较 260

5.7经改进的实用探测方法 262

5.7.1平衡探测法 262

5.7.2光前置放大探测法 263

第6章 光电信息传输技术 265

6.1光纤传输技术 265

6.1.1光纤概述 265

6.1.2光纤的连接与耦合技术 268

6.1.3光纤传输系统的组成及特点 272

6.1.4光纤传输系统设计 273

6.1.5光传输的多路复用技术 276

6.1.6光孤子通信 283

6.1.7智能光传输网络 286

6.2无线传输技术 289

6.2.1红外光波传输技术 290

6.2.2微波传输技术 292

6.3无线移动视频传输技术 296

6.3.1 GPRS技术 296

6.3.2 CDMA技术 297

6.3.3 CDMA-OFDM技术 299

6.3.4 COFDM技术 301

6.4电线电缆传输技术 303

6.4.1双绞线传输技术 303

6.4.2标准同轴电缆传输技术 306

6.4.3非标准电缆传输技术 311

第7章 光电信息处理技术 319

7.1光电信息处理概述 319

7.1.1光电信息处理的特征、方法和目标 319

7.1.2数字图像分析的基本方法及处理的内容 321

7.1.3图像处理的基本方法——像素处理 324

7.2光学图像处理 328

7.2.1光学图像处理的理论基础和方法 328

7.2.2相干光学信息处理 332

7.2.3非相干光学信息处理 337

7.2.4白光信息处理 339

7.3光电图像处理 341

7.3.1光电图像处理与光学图像处理比较 341

7.3.2视频标准 342

7.3.3视频图像处理的特点与研究内容 345

7.3.4视频运动图像分析 347

7.3.5视频图像的滤波 354

7.3.6视频图像的编码压缩 356

7.4基于DSP的数字图像处理 364

7.4.1 DSP及其系统 365

7.4.2 DSP处理系统的设计 367

7.4.3用DSP实现运动目标的识别与跟踪 370

7.4.4 DSP系统设计实例——现代摄像机DSP图像处理系统的设计 372

7.5神经网络处理 378

7.5.1神经网络概念 378

7.5.2光学神经网络自适应处理器 380

7.5.3神经网络模型 380

7.5.4图形间关联神经网络处理 381

第8章 光电信息存储技术 384

8.1光盘存储技术 384

8.1.1光盘存储的原理 385

8.1.2只读式与一次写入式光盘 386

8.1.3可擦除式磁光盘 389

8.1.4可擦重写相变光盘 391

8.1.5光盘存储器 396

8.1.6光盘的保养与使用要点 398

8.2大容量光带存储技术 400

8.2.1大容量光带的存储方式 400

8.2.2大容量光带存储的结构及原理 401

8.2.3大容量光带与磁光盘比较 401

8.3全息存储技术 402

8.3.1全息存储原理 402

8.3.2全息存储特点 403

8.3.3全息存储应用 404

8.4超高密度光电存储技术 405

8.4.1双光子双稳态三维存储技术 405

8.4.2电子捕获存储技术 407

8.4.3持续光谱烧孔存储技术 408

8.4.4近场光学存储技术 409

8.4.5高密度光电存储技术的发展趋势 409

8.5半导体存储技术 410

8.5.1半导体存储器的特点 410

8.5.2半导体存储器的类型 411

8.5.3半导体存储器的结构组成 412

8.5.4快闪存储器 413

8.6磁盘存储技术 415

8.6.1磁性记录与重放的基本原理 415

8.6.2模拟式硬磁盘存储技术 417

8.6.3数字式硬磁盘存储技术 418

8.7网络存储技术 420

8.7.1传统的网络存储技术 421

8.7.2新型的网络存储技术 423

第9章 光电信息显示技术 425

9.1CRT显示技术 425

9.1.1黑白CRT显示技术 425

9.1.2彩色CRT显示技术 428

9.1.3 CRT显示器的优缺点 431

9.1.4 CRT显示器的发展趋势及应用 432

9.2LCD显示技术 433

9.2.1 LCD的基本结构及原理 433

9.2.2 LCD显示的类型及其比较 434

9.2.3 LCD的驱动方式 435

9.2.4 LCD的基本参数 437

9.2.5大尺寸TFT LCD显示屏 439

9.2.6 LCD显示器的优缺点 441

9.3PDP显示技术 443

9.3.1 PDP显示的原理与类型 443

9.3.2 AC-PDP显示板结构 444

9.3.3彩色PDP的集成驱动电路 445

9.3.4 PDP显示器的优缺点 451

9.4LED显示屏技术 452

9.4.1 LED显示屏的原理与特点 453

9.4.2 LED显示屏的结构与类型 453

9.4.3 LED大屏幕显示屏 454

9.4.4 LED大屏幕显示屏真彩显示 455

9.5OLED显示技术 456

9.5.1 OLED显示的结构与原理 457

9.5.2 OLED的彩色化技术 458

9.5.3 OLED的类型 459

9.5.4 OLED的驱动方式 461

9.5.5 OLED的优缺点及与LCD的比较 464

9.6LCOS显示技术 466

9.6.1 LCOS显示器的结构 467

9.6.2 LCOS投影显示的原理及优缺点 467

9.6.3直接驱动图像光放大器（D-ILA） 468

9.6.4 LCOS的技术特色及与其他显示技术的比较 469

9.7DMD显示技术 470

9.7.1 DMD的结构和原理 470

9.7.2 DMD的技术特点 471

9.7.3使用DML的投影系统 472

9.7.4常见投影显示技术的比较 473

9.8LCLV显示技术 474

9.8.1光阀的含义与类型 474

9.8.2液晶光阀的结构与工作原 474

9.8.3液晶光阀投影显示系统 476

9.8.4液晶光阀投影与其他投影系统的比较及使用要点 477

第10章 几种典型的光电信息实用技术 479

10.1激光监测与制导技术 479

10.1.1激光测距技术 479

10.1.2成像测距与脉冲激光雷达 485

10.1.3激光测速与汽车测速系统的设计 489

10.1.4超远距离红外激光夜视系统 499

10.1.5激光制导技术 503

10.2光纤传感技术 505

10.2.1光纤传感概述 505

10.2.2Y形光纤传感技术及其应用 507

10.2.3光纤光栅型传感技术 511

10.2.4多路复用和分布式光纤传感技术 518

10.2.5智能光纤传感技术 523

10.3单CCD摄像机三维测量技术 527

10.3.1单CCD摄像机人体步态测量系统 527

10.3.2单CCD摄像机三维自动测量系统 532

10.3.3CCD摄像机的误差及其检校 537

10.4视频监控技术 540

10.4.1视频监控系统的基本组成 540

10.4.2安防监控系统工程的可靠性设计 547

10.4.3基于DSP的智能视频监控系统的设计 554

10.5光谱测量技术 561

10.5.1单色光的产生 561

10.5.2傅里叶变换红外光谱仪 562

10.5.3用CCD检测的光学多通道分析仪 565

10.5.4成像光谱仪 567

10.6光波偏振检测技术 569

10.6.1偏振信息理论 570

10.6.2利用CCLID检测光波偏振特性 571

10.6.3偏振图像的获取与处理方法 573

参考文献 577