目 录 1
第一章绪论 1
一、光电技术在几何量测量中的地位 1
二、光电探测系统的基本结构 5
三、光电技术应用前景及发展趋势 7
第二章光电技术基础知识 11
一、光电基础知识 11
（一）光辐射物理 11
（二）光电效应 13
（三）辐射光学单位及换算公式 15
二、光源 17
（一）激光器 17
（二）白炽灯 26
（三）气体放电灯 27
第三章光电探测器 30
一、概述 30
（一）光电器件分类 31
（二）探测器性能比较 32
（三）光电探测器选择的一般原则 35
二、外光电效应的光电探测器 37
（一）无放大作用的光电管 37
（二）特殊光电管 37
（三）光电倍增管 39
（四）像管 51
（五）电视摄像管 53
三、内光电效应的光电管 54
（一）光导器件（光导盒） 55
（二）结光电管 60
（三）几种国产光电管的特性 64
（四）自扫描光电二极管阵列（SSPD） 68
（五）光电位置敏感器件（PSD） 71
第四章光学系统 75
一、光学系统在光电技术中的应用 75
（一）线宽轮廓测量仪 75
（二）大尺寸外径非接触测量系统 76
（三）激光测速仪 77
（一）透镜及透镜系统 79
二、光学系统的基本单元 79
（二）反射镜 97
（三）分光镜 101
（四）棱镜 105
三、聚光照明系统 112
（一）用途 112
（二）对照明的要求 112
（三）照明系统设计要求 113
（四）亮视场照明系统 114
（五）暗视场照明系统 115
（六）照明系统中的几个问题 116
（七）几种常用的照明系统 117
第五章光电检测电路系统 121
一、光电探测器电路 121
（一）双极结型光电探测器的探测电路 121
（二）三极光电晶体管电路 126
（三）白炽灯和双极光电晶体管耦合器电路 129
（四）光电晶体管的逻辑电路 129
（一）最简单的发光二极管调制电路 133
二、发光二极管调制发射器电路 133
（二）发光二极管的正弦波调制发射器电路 134
（三）带有发光二极管的脉冲调制脉冲发射器电路 136
三、受调辐射的光电探测器电路 138
（一）光电晶体管电路 138
（二）光电二极管和光电池接收电路 141
四、光电耦合器与光电开关电路 143
（一）光电耦合器电路 143
（二）光电开关电路 148
（一）单频激光干涉系统 152
第六章光电位移测量系统 152
一、干涉光电测量系统 152
（二）双频激光干涉仪 167
二、光栅测量系统 178
（一）莫尔条纹测量原理 179
（二）莫尔条纹读数系统 184
（三）光栅参数的选取 188
（四）光栅副的间隙对莫尔条纹信号的影响 189
（五）莫尔条纹信号的细分 190
（六）圆光栅 193
（七）零位光栅 199
三、光电编码器 202
（一）线纹尺与度盘 202
（二）码尺与码盘 204
第七章对称目标光电对准系统 206
一、光电显微镜 206
（一）显微镜的光学性能 206
（二）光电显微镜的工作原理 208
（一）光度式光电自动对准 212
二、对称目标光电对准系统 212
（二）机械狭缝扫描式光电自动对准 216
（三）激光束扫描式光电自动对准 220
（四）电视摄像扫描积分自动对准 222
（五）光栅衍射式光电自动对准 223
（六）波带片式光电自动对准 230
（七）X射线和电子束自动对准 233
三、微分式轮廓对准动态测量显微镜 236
（一）信号的产生 236
（二）一阶光度微分边缘寻址器 237
（三）二阶微分边缘寻址器 238
（四）光度式边缘瞄准系统 240
四、光电准直仪 241
第八章光电技术在微小尺寸测量中的应用 246
一、微图形尺寸的测量 246
（一）电视测量显微镜 246
（二）显微光密度计——计算机测量系统 249
（三）其它测量方法 251
（四）比较法测量微细图形 255
（一）椭圆偏振光法 257
二、膜厚测量 257
（二）干涉法 260
（三）分光光度计法 262
三、表面粗糙度的光电测量方法 266
（一）激光测量方法 266
（二）光触针法 269
四、自动调焦 272
（一）直接调焦 272
（二）间接调焦 277
五、加工过程中尺寸控制 281
（一）圆形零件外形尺寸的测量 282
（二）同心度的测量 284
（三）位置测量 285
（四）尺寸间接测量 290
第九章CCD电荷耦合器件原理及其在测量中的应用 293
一、电荷耦合成像器件的基本原理及其结构 293
（一）MOS电容 293
（二）电荷耦合器件电极结构 297
（三）CCD传感器的光敏区与转移区 299
（四）输入输出结构 300
（五）转移沟道 302
（六）CCD阵列结构 302
二、电荷耦合器件的特性参数 303
（一）量子效率 303
（二）噪声 304
（三）转移损失 304
（五）光电转换特性 305
（六）光谱灵敏度 305
（四）工作频率 305
（七）分辨能力 306
（八）暗电流特性 307
三、电荷耦合器件在测量中的应用 309
（一）两种典型CCD测量系统 309
（二）电荷耦合器件在测量中的应用举例 311
第十章光纤传感器 314
一、光导纤维 314
（一）光在光导纤维中的传输原理 314
（二）光导纤维的传输性质与分类 315
二、光纤传感器（DFS） 319
（一）光纤传感器的原理和特点 319
（二）光纤传感器的种类 320
三、光纤传感器的应用 325
（一）水声传感器 325
（二）生物系统的运动测量 326
（三）光纤激光多普勒血液流速测量仪 326
（四）光纤传输图像 327
（五）测量表面粗糙度 328
参考文献 332