序 1
第二版前言 1
第一版前言 1
绪论 1
0.1光电系统和光电技术 1
0.2光电技术研究及发展 4
0.3本书编写思路和内容安排 6
参考文献 7
第一部分 光辐射源 10
第1章 光辐射源 10
1.1辐射度学与光度学的基础知识 10
1.1.1光的基本概念 10
1.1.2辐射度量 11
1.1.3光度量 14
1.1.4辐射度学和光度学中的两个基本定律 16
1.2半导体的基础知识 17
1.2.1能带理论 18
1.2.2热平衡状态下的载流子 20
1.2.3半导体对光的吸收 22
1.2.4非平衡状态下的载流子 24
1.2.5载流子的扩散与漂移 26
1.2.6 PN结 27
1.3黑体辐射 29
1.3.1基尔霍夫定律 29
1.3.2普朗克辐射定律 30
1.3.3维恩位移定律 31
1.3.4斯蒂芬·玻尔兹曼定律 31
1.4典型光辐射源 32
1.4.1光源的基本特性参数 32
1.4.2热辐射光源 34
1.4.3气体放电光源 37
1.4.4激光二极管 39
1.4.5发光二极管 42
本章小结 44
习题与思考题 44
参考文献 45
第二部分 光电探测器 48
第2章 光电探测器概述 48
2.1半导体的光电效应 48
2.1.1光电导效应 48
2.1.2光伏效应 49
2.1.3光电子发射效应 49
2.1.4光电转换的基本规律 51
2.2光电探测器的噪声 52
2.3光电探测器的特性参数 55
本章小结 59
习题与思考题 59
参考文献 60
第3章 光电导探测器 61
3.1光电导探测器的基本原理 61
3.1.1光电导探测器的分类 61
3.1.2光照下的光电导响应过程 62
3.1.3光电导探测器的基本原理和结构设计 63
3.2光电导探测器的主要特性参数 66
3.3光电导探测器的偏置电路 72
3.3.1偏置电路的基本参数及直流输出信号 72
3.3.2几种典型的偏置电路 73
3.4光电导探测器的应用举例 74
本章小结 75
习题与思考题 76
参考文献 77
第4章 光伏探测器 78
4.1光伏探测器的工作原理及特性 78
4.2典型光伏探测器 82
4.2.1硅光电池 82
4.2.2硅光电二极管 85
4.2.3硅光电三极管 87
4.2.4 PIN光电二极管 89
4.2.5雪崩光电二极管 89
4.2.6.紫外光电二极管 91
4.2.7碲镉汞、碲锡铅红外光电二极管 92
4.3光伏探测器的偏置电路 92
4.3.1自偏置电路 92
4.3.2零伏偏置电路 94
4.3.3反向偏置电路 95
4.4光伏探测器组合器件 98
4.4.1半导体色敏器件 98
4.4.2阵列式光电器件 100
4.4.3象限式光电器件 100
4.4.4光电位置探测器 101
4.4.5光电耦合器 103
本章小结 104
习题与思考题 104
参考文献 106
第5章 光电子发射探测器 107
5.1光电阴极 107
5.2光电管和光电倍增管的工作原理 110
5.2.1光电管 110
5.2.2光电倍增管 110
5.3光电倍增管的主要特性参数 113
5.4光电倍增管的工作电路及应用 120
5.4.1高压供电电路 120
5.4.2信号输出电路 122
5.4.3光电倍增管应用举例 123
本章小结 126
习题与思考题 126
参考文献 127
第6章 热探测器 128
6.1热探测器的基本原理及特性 128
6.1.1热流方程及其解 128
6.1.2热探测器的共性分析 129
6.2测辐射热计 132
6.2.1测辐射热计的结构和原理 132
6.2.2测辐射热计的主要特性参数 132
6.2.3测辐射热计的应用 135
6.3热电偶和热电堆 135
6.3.1热电偶的结构和工作原理 136
6.3.2热电偶的主要特性参数 138
6.3.3热电堆 139
6.3.4热电偶和热电堆的应用 140
6.4热释电探测器 141
6.4.1热释电探测器的结构和原理 141
6.4.2热释电探测器的主要特性参数 145
6.4.3快速热释电探测器 147
6.4.4热释电探测器的应用 148
本章小结 148
习题与思考题 149
参考文献 150
第7章 光电成像器件 151
7.1光电成像器件概述 151
7.1.1光电成像器件的分类 151
7.1.2电视制式 152
7.2直视型光电成像器件 153
7.2.1像管的结构和工作原理 154
7.2.2像管的主要特性参数 156
7.2.3变像管 156
7.2.4像增强器 158
7.3电荷耦合器件 161
7.3.1 CCD结构和基本特性 161
7.3.2 CCD基本工作原理 162
7.3.3 CCD的主要特性参数 166
7.3.4 CCD摄像器件 168
7.3.5 CCD的发展趋势 172
7.4 CMOS图像传感器 172
7.4.1 CMOS图像传感器的结构和工作原理 172
7.4.2 CMOS图像传感器的像素单元结构 173
7.4.3 CMOS图像传感器的主要特性参数 174
7.4.4 CMOS图像传感器与CCD的特性比较 176
7.5特种光电成像器件 176
7.5.1红外焦平面阵列器件 176
7.5.2紫外固体成像器件 180
7.5.3增强型光电成像器件 181
本章小结 182
习题与思考题 183
参考文献 183
第三部分 光电信号变换与处理 186
第8章 光学信号的调制和解调 186
8.1光信号调制的概述 186
8.2光信号调制的基本原理 187
8.2.1连续波调制 187
8.2.2脉冲调制 191
8.2.3编码调制 191
8.3光信号调制的基本方法 192
8.3.1光信号强度的调制 192
8.3.2光信号相位的调制 201
8.3.3光信号频率的调制 203
8.3.4光信号偏振的调制 206
8.4调制信号的解调 208
8.4.1直线律检波 208
8.4.2相敏检波 209
8.4.3锁相环与调频信号的解调 212
本章小结 213
习题与思考题 213
参考文献 215
第9章 直接探测和相干探测 216
9.1直接探测 216
9.1.1直接探测的基本原理 216
9.1.2直接探测系统的视场和作用距离 218
9.1.3直接探测的应用举例 221
9.2相干探测 229
9.2.1相干探测的基本原理 229
9.2.2相干探测的条件 232
9.2.3相干探测的应用举例 234
9.3探测方法的改进 239
9.3.1平衡探测 239
9.3.2光前置放大探测 240
本章小结 241
习题与思考题 241
参考文献 244
第10章 光电检测电路与信号处理 246
10.1光电检测电路的带宽和频率特性 246
10.1.1光电检测电路的基本结构及技术要求 246
10.1.2光电检测电路的带宽 246
10.1.3光电检测电路的频率特性分析与设计 248
10.2光电检测电路的低噪声设计 251
10.2.1前置放大器的噪声 251
10.2.2光电检测电路的噪声 254
10.2.3光电检测电路的噪声估算 257
10.3微弱光电信号的检测与处理 261
10.3.1相关检测理论 262
10.3.2锁定放大器 264
10.3.3取样积分器 267
10.3.4光子计数器 270
本章小结 273
习题与思考题 274
参考文献 276
第四部分 典型应用 278
第11章 典型光电系统的分析与设计 278
11.1分布式光纤测温系统 278
11.1.1拉曼分布式光纤测温系统的工作原理 278
11.1.2实用的分布式光纤测温系统 281
11.2光谱测量系统 282
11.2.1基于PMT的光谱辐射仪 282
11.2.2光学多通道分析仪 283
11.2.3傅里叶变换（红外）光谱仪 285
11.3斐索型移相干涉仪及其应用 288
11.3.1斐索型移相干涉仪的基本光路和原理 288
11.3.2激光移相干涉测试技术原理 289
11.3.3斐索型移相干涉技术的典型应用 291
11.4 CCD尺寸测量系统 292
11.4.1 CCD玻璃管测控仪的系统设计及工作原理 292
11.4.2 CCD玻璃管测控仪的参量确定 293
11.5光电精确制导系统 297
11.5.1红外点源寻的制导系统 298
11.5.2激光制导系统 301
11.6图像测量技术及其应用 303
11.6.1模拟图像与数字图像 303
11.6.2图像测量系统的组成 304
11.6.3图像测量系统的关键技术 304
11.6.4典型图像测量系统举例 308
习题与思考题 310
参考文献 310
附录 部分习题与思考题答案及提示 311