光電檢測技術(shù)及應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　《光電檢測技術(shù)及應(yīng)用》為高等工科院校“測控技術(shù)與儀器”、“光電信息工程”、“光學(xué)工程”、“光信息科學(xué)與技術(shù)”、“光電子技術(shù)”、“計量技術(shù)”、“電子技術(shù)”等專業(yè)的“光電檢測技術(shù)”課程的通用教材。
　　本書分為上下兩篇：上篇主要講述了光電檢測系統(tǒng)的組成、基本概念、基礎(chǔ)知識，對光電檢測技術(shù)中的光源、光電檢測器件的結(jié)構(gòu)、原理、特性參數(shù)和使用方法進(jìn)行了詳細(xì)說明，并對輻射信號檢測的原理與方法及與典型器件對應(yīng)的檢測電路的設(shè)計進(jìn)行了系統(tǒng)論述；下篇結(jié)合作者光電檢測技術(shù)方面的科研成果，具體與系統(tǒng)地描述了光電檢測系統(tǒng)的應(yīng)用，如光學(xué)相關(guān)檢測、外形尺寸檢測、位移量檢測、外觀檢測、光纖傳感檢測以及光電檢測技術(shù)綜合應(yīng)用的具體實例。
　　本書具有理論和實際密切結(jié)合、論述系統(tǒng)深入而又通俗易懂的特點，既可以作為相關(guān)專業(yè)的大學(xué)本科教材，也可以作為研究生教材和相關(guān)工程技術(shù)人員設(shè)計光電檢測系統(tǒng)的參考資料。
　　為方便教學(xué)，本書配有免費(fèi)教學(xué)課件，各章節(jié)后的思考題和習(xí)題配有免費(fèi)的參考答案，歡迎選用本書作教材的老師索取。

書籍目錄

前言
上篇 基礎(chǔ)理論篇
第1章 緒論
第2章 光電效應(yīng)
2.1 半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)
2.1.1 半導(dǎo)體的特性
2.1.2 能帶理論
2.1.3 半導(dǎo)體的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)
2.1.4 載流子的運(yùn)動
2.1.5 半導(dǎo)體的PN結(jié)
2.1.6 半導(dǎo)體對光的吸收
2.2 內(nèi)光電效應(yīng)
2.2.1 光電導(dǎo)效應(yīng)
2.2.2 光生伏特效應(yīng)
2.3 外光電效應(yīng)
思考題與習(xí)題
第3章 光電檢測器件
3.1 光電導(dǎo)器件
3.1.1 光敏電阻的原理與結(jié)構(gòu)
3.1.2 典型光敏電阻
3.1.3 光敏電阻的基本特性
3.2 光生伏特器件
3.2.1 光敏二極管
3.2.2 硅光電池
3.2.3 光敏晶體管
3.2.4 色敏光生伏特器件
3.2.5 光生伏特器件組合件
3.2.6 光電位置敏感器件
3.3 光電發(fā)射器件
3.3.1 光電倍增管
3.3.2 真空光電管
3.4 熱輻射探測器件
3.4.1 熱敏電阻
3.4.2 熱電偶探測器
3.4.3 熱電堆探測器
3.5 熱釋電器件
3.5.1 熱釋電器件的基本工作原理
3.5.2 熱釋電器件的電壓靈敏度
3.5.3 熱釋電器件的噪聲、響應(yīng)時間與阻抗特性
3.5.4 快速熱釋電探測器
3.6 光耦合器件
3.6.1 光耦合器件的結(jié)構(gòu)與電路符號
3.6.2 光耦合器件的特性參數(shù)
3.6.3 光耦合器件的應(yīng)用
3.7 圖像傳感器
3.7.1 圖像傳感器的分類
3.7.2 真空攝像管
3.7.3 電荷耦合器件
3.7.4 CMOS圖像傳感器
3.7.5 紅外熱成像
3.7.6 圖像的增強(qiáng)與變像
思考題與習(xí)題
第4章 半導(dǎo)體發(fā)光管與激光器
4.1 發(fā)光二極管
4.1.1 發(fā)光二極管的發(fā)光機(jī)理
4.1.2 發(fā)光二極管的應(yīng)用
4.2 半導(dǎo)體激光器
4.2.1 半導(dǎo)體激光器的發(fā)光原理
4.2.2 半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)
4.3 幾種典型的激光器
4.3.1 氣體激光器
4.3.2 固體激光器
4.3.3 染料激光器
思考題與習(xí)題
第5章 輻射信號檢測
5.1 直接探測法
5.1.1 光學(xué)系統(tǒng)
5.1.2 調(diào)制盤
5.1.3 調(diào)制盤對背景信號的空間濾波
5.2 光外差探測法
5.2.1 光外差探測原理
5.2.2 光外差探測的特性
5.3 白噪聲中的脈沖探測
5.3.1 探測閾值及信噪比
5.3.2 濾波器帶寬的選擇
5.4 幾何光學(xué)方法的光電信息變換
5.4.1 長、寬尺寸信息的光電變換
5.4.2 位移信息的光電變換
5.4.3 速度信息的光電變換
5.5 溫度檢測
5.6 莫爾條紋
思考題與習(xí)題
第6章 光電檢測系統(tǒng)典型電路
6.1 光敏電阻的變換電路
6.1.1 基本偏置電路
6.1.2 恒流電路
6.1.3 恒壓電路
6.2 光生伏特器件的偏置電路
6.2.1 反向偏置電路
6.2.2 零伏偏置電路
6.3 光電管的偏置電路
6.4 CCD器件驅(qū)動電路
6.4.1 CCD驅(qū)動電路時序方法
6.4.2 可編程器件產(chǎn)生CCD驅(qū)動時序
6.5 視頻信號二值化處理電路
6.5.1 閾值法
6.5.2 微分法
6.6 光電信號辨向處理與細(xì)分電路
6.6.1 光電信號辨向處理
6.6.2 電子細(xì)分
思考題與習(xí)題
下篇 技術(shù)應(yīng)用篇
第7章 光學(xué)相關(guān)檢測
7.1 基本概念
7.1.1 能量信號與功率信號
7.1.2 相關(guān)函數(shù)
7.1.3 相關(guān)接收
7.1.4 相敏檢波器
7.2 互相關(guān)器
7.2.1 互相關(guān)器的工作原理
7.2.2 互相關(guān)器的典型電路
7.3 光學(xué)相關(guān)檢測與識別
7.3.1 光學(xué)相關(guān)檢測概況
7.3.2 光學(xué)相關(guān)檢測原理
7.3.3 實時聯(lián)合變換相關(guān)器的結(jié)構(gòu)
7.3.4 光學(xué)相關(guān)器主要部件的確定
7.3.5 光學(xué)相關(guān)器的應(yīng)用
思考題與習(xí)題
第8章 外形尺寸檢測
8.1 概述
8.2 模擬變換檢測法
8.3 光電掃描檢測法
8.3.1 光學(xué)掃描法
8.3.2 電掃描法
8.4 CCD自掃描檢測法
思考題與習(xí)題
第9章 位移量檢測
9.1 激光干涉位移檢測
9.1.1 激光干涉原理
9.1.2 激光干涉儀原理
9.2 光柵線位移檢測
9.2.1 光柵位移傳感器（光柵尺）的光電讀數(shù)頭
9.2.2 光源和光強(qiáng)調(diào)制
9.2.3 四相交流信號和前置放大器
9.2.4 光柵位移檢測裝置（光柵尺）
9.3 光柵角位移檢測
9.3.1 概述
9.3.2 增量式軸角編碼器
9.3.3 絕對式光電軸角編碼器的基本原理
9.3.4 讀數(shù)和細(xì)分
9.3.5 狹縫及光電信號
9.3.6 編碼器誤差
9.4 軸向位移測量
9.5 激光測距
9.5.1 脈沖法測距
9.5.2 相位法測距
9.5.3 典型儀器簡介
思考題與習(xí)題
第10章 外觀檢測
10.1 外觀檢測的方式和原理
10.1.1 反射式與透射式外觀檢測
10.1.2 正反射式與非正反射式（漫反射式）檢測
10.1.3 掃描方式
10.2 光電變換器
10.2.1 疵病信號
10.2.2 光源選擇
10.3 信號處理及檢測裝置
10.3.1 通量式疵病信號的處理方法
10.3.2 檢測裝置
10.4 表面粗糙度檢測
10.4.1 概述
10.4.2 激光外差法檢測粗糙度原理
10.5 內(nèi)表面疵病檢測
10.5.1 管道內(nèi)表面疵病檢測系統(tǒng)組成
10.5.2 檢測系統(tǒng)工作原理與特點
思考題與習(xí)題
第11章 光纖傳感測量
11.1 光導(dǎo)纖維的基本知識
11.1.1 光纖傳光原理
11.1.2 光纖的分類
11.1.3 光纖的基本特性
11.2 光纖傳感器原理及應(yīng)用
11.2.1 分類與特點
11.2.2 光纖傳感器
11.2.3 光變換器與光纖兼容
思考題與習(xí)題
第12章 光電檢測技術(shù)的綜合應(yīng)用
12.1 光電多功能二維自動檢測系統(tǒng)
12.1.1 測量系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
12.1.2 同軸度誤差測量系統(tǒng)
12.1.3 環(huán)距測量方法的研究
12.2 曲臂光電綜合測量系統(tǒng)
12.2.1 系統(tǒng)的組成與總體布局
12.2.2 被測參數(shù)測量原理
12.3 激光掃描圓度誤差測量系統(tǒng)
12.3.1 圓度誤差測量原理
12.3.2 工件安裝偏心誤差的檢測
12.3.3 實驗結(jié)果與分析
12.4 飛輪齒圈總成圓跳動非接觸檢測系統(tǒng)
12.4.1 測量系統(tǒng)原理
12.4.2實驗結(jié)果和分析
12.5 座圈尺寸光電非接觸測量系統(tǒng)
12.5.1 總體結(jié)構(gòu)與工作原理
12.5.2 直徑測量原理
12.5.3 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計
12.5.4 測量結(jié)果與分析
12.6 管道直線度光電檢測系統(tǒng)
12.6.1 直線度光電檢測的結(jié)構(gòu)與工作原理
12.6.2 檢測系統(tǒng)的組成
思考題與習(xí)題
部分習(xí)題參考答案
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：采用不同的手段和方法獲取信息，運(yùn)用光電技術(shù)的方法來檢驗和處理信息，從而實現(xiàn)各種幾何量和物理量的測量，稱為光電檢測技術(shù)。光電檢測技術(shù)具有系統(tǒng)性和綜合性，涉及光學(xué)、電子學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等多個領(lǐng)域。其中，光學(xué)理論包括兒何光學(xué)理論、量子光學(xué)理論、干涉衍射理論、光柵理論、光電發(fā)射理論等；電子學(xué)理論包括電磁波理論、放大器理論、晶體管電路基礎(chǔ)理論、集成電路理論、模擬電路和數(shù)字電路理論、噪聲理論、電子元器件失效的浴盆效應(yīng)理論等；計算機(jī)科學(xué)包含計算機(jī)硬件、軟件（程序設(shè)計）技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，光電技術(shù)已深人到各行各業(yè)，在信息與信號提取和分析中起到重要作用。光電信息的檢測和處理已成為十分重要的研究內(nèi)容，國內(nèi)對光電技術(shù)的發(fā)展日益重視，已形成現(xiàn)代高新技術(shù)的光電子產(chǎn)業(yè)。作為高等院校，從培養(yǎng)創(chuàng)新人才的角度出發(fā)，對光電檢測技術(shù)尤為重視，幾乎所有工科院校均設(shè)有光電技術(shù)方面的課程。光電檢測相關(guān)的教材與各種論著也大量出現(xiàn)，但為了配合本科生教學(xué)，內(nèi)容多側(cè)重于元器件原理與特性介紹，對于光檢測技術(shù)總體設(shè)計與應(yīng)用講解較少。而近年來國內(nèi)應(yīng)用光電技術(shù)，針對不同的檢測需求，開發(fā)了大量典型光電檢測儀器與系統(tǒng)，形成許多光電檢測新技術(shù)與新方法。鑒于這種情況需要對光電檢測技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行介紹，以供廣大學(xué)生對現(xiàn)代光電檢測的基本原理和有關(guān)新技術(shù)有所了解，達(dá)到拋磚引玉的目的。

編輯推薦

《普通高等教育"十二五"規(guī)劃教材:光電檢測技術(shù)及應(yīng)用》由機(jī)械工業(yè)出版社出版。

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