光電技術(shù)

內(nèi)容概要

　　本書(shū)為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。
　　本書(shū)系統(tǒng)地介紹了光電技術(shù)的基本概念、各種光電器件的工作原理與特性、發(fā)展趨勢(shì)和典型應(yīng)用等。主要內(nèi)容包括：光電技術(shù)基礎(chǔ)，光電導(dǎo)器件，光生伏特器件，光電發(fā)射器件，熱輻射探測(cè)器件，發(fā)光器件與光電耦合器件，光電信息變換，圖像信息的光電變換，光電信號(hào)的數(shù)據(jù)采集與計(jì)算機(jī)接口技術(shù)，光電信息變換技術(shù)的典型應(yīng)用，光電技術(shù)的新發(fā)展。
　　本書(shū)可作為高等學(xué)校光電信息工程、計(jì)量測(cè)試儀器、測(cè)控技術(shù)與儀器、測(cè)繪工程、環(huán)境工程、機(jī)械電子工，程、公安圖像技術(shù)、光電檢測(cè)儀器、光學(xué)技術(shù)與儀器、生物醫(yī)學(xué)工程等專(zhuān)業(yè)本科生及研究生教材，也可作為光電技術(shù)領(lǐng)域科技人員的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章  光電技術(shù)基礎(chǔ)
  1.1  光輻射的度量
    1.1.1  與光源有關(guān)的輻射度參數(shù)與光度參數(shù)
    1.1.2  與接收器有關(guān)的輻射度參數(shù)及光度參數(shù)
  1.2  光譜輻射分布與量子流速率
  1.3  物體熱輻射
    1.3.1  黑體輻射定律
    1.3.2  輻射體的分類(lèi)及其溫度表示
  1.4  輻射度參數(shù)與光度參數(shù)的關(guān)系
  1.5  半導(dǎo)體對(duì)光的吸收
  1.6  光電效應(yīng)
    1.6.1  內(nèi)光電效應(yīng)
    1.6.2  光電發(fā)射效應(yīng)
  思考題與習(xí)題1
第2章  光電導(dǎo)器件
  2.1  光敏電阻的原理與結(jié)構(gòu)
  2.2  光敏電阻的基本特性
  2.3  光敏電阻的變換電路
  2.4  光敏電阻的應(yīng)用實(shí)例
  思考題與習(xí)題2
第3章  光生伏特器件
  3.1  硅光電二極管
    3.1.1  硅光電二極管的工作原理
    3.1.2  光電二極管的基本特性
  3.2  其他類(lèi)型的光生伏特器件
    3.2.1  PIN型光電二極管
    3.2.2  雪崩光電二極管
    3.2.3  硅光電池
    3.2.4  光電三極管
    3.2.5  色敏光生伏特器件
    3.2.6  光生伏特器件組合件
    3.2.7  光電位置敏感器件(PSD)
  3.3  光生伏特器件的偏置電路
    3.3.1  反向偏置電路
    3.3.2  零伏偏置電路
  3.4  半導(dǎo)體光電器件的特性參數(shù)與選擇
  思考題與習(xí)題3
第4章  光電發(fā)射器件
  4.1  光電發(fā)射陰極
    4.1.1  光電發(fā)射陰極的主要特性參數(shù)
    4.1.2  光電陰極材料
  4.2  真空光電管與光電倍增管的工作原理
    4.2.1  真空光電管的原理
    4.2.2  光電倍增管
  4.3  光電倍增管的基本特性
  4.4  光電倍增管的供電電路
  4.5  光電倍增管的典型應(yīng)用
  思考題與習(xí)題4
第5章  熱輻射探測(cè)器件
  5.1  熱輻射的一般規(guī)律
  5.2  熱敏電阻與熱電堆探測(cè)器
    5.2.1  熱敏電阻
    5.2.2  熱電偶探測(cè)器
    5.2.3  熱電堆探測(cè)器
  5.3  熱釋電器件
    5.3.1  熱釋電器件的基本工作原理
    5.3.2  熱釋電器件的靈敏度
    5.3.3  熱釋電器件的噪聲
    5.3.4  熱釋電器件的類(lèi)型
    5.3.5  典型熱釋電器件
  5.4  熱探測(cè)器概述
  思考題與習(xí)題5
第6章  發(fā)光器件與光電耦合器件
  6.1  發(fā)光二極管的基本工作原理與特性
  6.2  發(fā)光二極管的應(yīng)用
  6.3  半導(dǎo)體激光器
    6.3.1  半導(dǎo)體激光器的發(fā)光原理
    6.3.2  半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)
  6.4  光電耦合器件
    6.4.1  光電耦合器件的結(jié)構(gòu)與電路符號(hào)
    6.4.2  光電耦合器件的特性參數(shù)
  6.5  光電耦合器件的應(yīng)用
  思考題與習(xí)題6
第7章  光電信息變換
  7.1  光電信息變換的分類(lèi)
    7.1.1  光電信息變換的基本形式
    7.1.2  光電信息變換的類(lèi)型
  7.2  光電變換電路的分類(lèi)
    7.2.1  模擬光電變換電路
    7.2.2  模一數(shù)光電變換電路
  7.3  幾何光學(xué)方法的光電信息變換
    7.3.1  長(zhǎng)、寬尺寸信息的光電變換
    7.3.2  位移信息的光電變換
    7.3.3  速度信息的光電變換
  7.4  物理光學(xué)方法的光電信息變換
    7.4.1  干涉方法的光電信息變換
    7.4.2  衍射方法的光電信息變換
  7.5  時(shí)變光電信息的調(diào)制
    7.5.1  調(diào)制的基本原理與類(lèi)型
    7.5.2  信號(hào)的調(diào)制
    7.5.3  調(diào)制信號(hào)的解調(diào)
  思考題與習(xí)題7
第8章  圖像信息的光電變換
  8.1  圖像傳感器簡(jiǎn)介
  8.2  光電成像原理與電視制式
    8.2.1  光電成像原理
    8.2.2  電視制式
  8.3  真空攝像管
  8.4  電荷耦合器件
    8.4.1  線(xiàn)陣CCD圖像傳感器
    8.4.2  面陣CCD圖像傳感器
  8.5  CMOS圖像傳感器
    8.5.1  CMOS成像器件的結(jié)構(gòu)原理
    8.5.2  典型CMOS圖像傳感器
  8.6  紅外熱成像
  8.7  圖像的增強(qiáng)與變像
    8.7.1  工作原理及其典型結(jié)構(gòu)
    8.7.2  性能參數(shù)
    8.7.3  像增強(qiáng)器的級(jí)聯(lián)
  思考題與習(xí)題8
第9章  光電信號(hào)的數(shù)據(jù)采集與計(jì)算機(jī)接口技術(shù)
  9.1  光電信號(hào)的二值化處理
    9.1.1  單元光電信號(hào)的二值化處理
    9.1.2  序列光電信號(hào)的二值化處理
  9.2  光電信號(hào)的二值化數(shù)據(jù)采集與接口
  9.3  光電信號(hào)的量化處理與A／D數(shù)據(jù)采集
    9.3.1  單元光電信號(hào)的量化處理
    9.3.2  單元光電信號(hào)的A／D數(shù)據(jù)采集
    9.3.3  序列光電信號(hào)的量化處理
    9.3.4  序列光電信號(hào)的A／D數(shù)據(jù)采集與計(jì)算機(jī)接口
  9.4  視頻信號(hào)的A／D數(shù)據(jù)采集
    9.4.1  基于PC總線(xiàn)的圖像采集卡
    9.4.2  基于PCI總線(xiàn)的圖像采集卡
  思考題與習(xí)題9
第10章  光電信息變換技術(shù)的典型應(yīng)用
  10.1  長(zhǎng)度量光電測(cè)量
    10.1.1  鋼板寬度的非接觸自動(dòng)測(cè)量
    10.1.2  板材定長(zhǎng)裁剪系統(tǒng)
  10.2  光學(xué)傳遞函數(shù)檢測(cè)技術(shù)
  10.3  利用激光準(zhǔn)直技術(shù)測(cè)量物體的直線(xiàn)度與同軸度
  10.4  光電信息變換技術(shù)在搜索、跟蹤與制導(dǎo)中的應(yīng)用
    10.4.1  搜索儀與跟蹤儀
    10.4.2  激光制導(dǎo)
    10.4.3  紅外跟蹤制導(dǎo)
  10.5  光學(xué)系統(tǒng)透過(guò)率測(cè)試技術(shù)
  10.6  光電信息變換技術(shù)在印刷出版工業(yè)中的應(yīng)用
    10.6.1  激光照排系統(tǒng)
    10.6.2  激光雕刻凸版和凹版機(jī)
    10.6.3  激光打印機(jī)和復(fù)印機(jī)
    10.6.4  光盤(pán)存儲(chǔ)
  10.7  表面粗糙度的檢測(cè)方法
  10.8  醫(yī)用真空?qǐng)D像傳感器檢測(cè)技術(shù)
    10.8.1  X射線(xiàn)圖像增強(qiáng)器
    10.8.2  醫(yī)用真空?qǐng)D像傳感器的應(yīng)用
  10.9  激光多普勒測(cè)速技術(shù)
  思考題與習(xí)題10
第11章  光電技術(shù)的新發(fā)展
  11.1  泵浦探測(cè)技術(shù)
  11.2  頻率上轉(zhuǎn)換光電探測(cè)技術(shù)
  11.3  光電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
    11.3.1  光電技術(shù)的若干進(jìn)展
    11.3.2  光電技術(shù)的應(yīng)用
    11.3.3  世界光電子技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
  思考題與習(xí)題11
  本章參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 光電技術(shù)基礎(chǔ)　　光電信息變換技術(shù)總要討論各種光電敏感器件，對(duì)這些光電敏感器件的性能評(píng)估和應(yīng)用說(shuō)明都離不開(kāi)光的度量與光電技術(shù)的基本理論。本章在討論光的基本度量方法和度量參數(shù)的基礎(chǔ)上，還將討論物體熱輻射的基本定律、光與物質(zhì)作用產(chǎn)生的各種光電效應(yīng)等問(wèn)題，為學(xué)習(xí)光電信息變換技術(shù)打下基礎(chǔ)?！　」怆娂夹g(shù)最基本的理論是光的波粒二象性。即光是以電磁波方式傳播的粒子。幾何光學(xué)依據(jù)光的波動(dòng)性研究了光的折射與反射規(guī)律，得出了許多關(guān)于光的傳播、光學(xué)成像、光學(xué)成像系統(tǒng)和成像系統(tǒng)像差等理論。物理光學(xué)依據(jù)光的波動(dòng)性成功地解釋了光的干涉、衍射等現(xiàn)象，為光譜分析儀器、全息攝影技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。然而，光的本質(zhì)是物質(zhì)，它具有粒子性，又稱(chēng)為光量子或光子。光子具有動(dòng)量與能量，并分別表示為　　P=hv／c，E=hv　　式中，h=6.626×10－34J·s，為普朗克常數(shù)；v為光的振動(dòng)頻率（s_1）；C=3 X 108m·S-1，為光在真空中的傳播速度?！　」獾牧孔有猿晒Φ亟忉屃斯馀c物質(zhì)作用時(shí)所引起的光電效應(yīng)，而光電效應(yīng)又充分證明了光的量子性。　　圖1-1所示為電磁波按波長(zhǎng)的分布及各波長(zhǎng)區(qū)域的定義，稱(chēng)為電磁波譜。電磁波譜的頻率范圍很寬：從宇宙射線(xiàn)到無(wú)線(xiàn)電波（102～1025Hz）。光輻射僅僅是電磁波譜中的一小部分，它包括的波長(zhǎng)區(qū)域從幾納米到幾毫米，即10－9～10矗3m量級(jí)。只有波長(zhǎng)為0.38～0.78um的光才能引起人眼的視覺(jué)感，故稱(chēng)這部分光為可見(jiàn)光。　　光電敏感器件的光譜響應(yīng)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人眼的視覺(jué)范圍，一般從x光到紅外輻射甚至于遠(yuǎn)紅外、毫米波的范圍。特種材料的熱電器件具有超過(guò)厘米波光譜響應(yīng)的范圍，即人們可以借助于各種光電敏感器件對(duì)整個(gè)光輻射波譜范圍內(nèi)的光信息進(jìn)行光電變換。

編輯推薦

　　光電技術(shù)是在迅猛發(fā)展的信息科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的跨學(xué)科技術(shù)，是光電子行業(yè)中必須掌握的重要技術(shù)內(nèi)容，它是將光學(xué)、電子技術(shù)、精密機(jī)械和計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，孕育而生的新技術(shù)?！　」怆娂夹g(shù)的內(nèi)容涉及光電轉(zhuǎn)換器件、光學(xué)檢測(cè)、激光、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)和數(shù)字與模擬電子技術(shù)等內(nèi)容，它的光學(xué)檢測(cè)內(nèi)容有別于基于人眼的“光學(xué)檢測(cè)技術(shù)”，是建立在以光電接收器為目標(biāo)的光電檢測(cè)技術(shù)?！　　豆怆娂夹g(shù)（第2版）》在保持第1版的基本內(nèi)容和特色的基礎(chǔ)上，增加了應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體發(fā)光器件（LED）的內(nèi)容，補(bǔ)充了LED的發(fā)光特性及測(cè)量方法，使它能夠滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的需要?！　　豆怆娂夹g(shù)（第2版）》特色：　　◎內(nèi)容全面，體系完整，結(jié)構(gòu)合理，重點(diǎn)突出，注重應(yīng)用，適應(yīng)更加廣泛的專(zhuān)業(yè)教學(xué)需要；　　◎注重內(nèi)容的科學(xué)性與先進(jìn)性，適度增加現(xiàn)代光電技術(shù)應(yīng)用的內(nèi)容，使經(jīng)典理論與現(xiàn)代科技內(nèi)容相輔相成，循序漸進(jìn)，便于組織教學(xué)；　　◎例題與習(xí)題的選擇密切聯(lián)系當(dāng)今科技發(fā)展的方向，使學(xué)生能充分感受課程的重要價(jià)值，提高學(xué)習(xí)的積極性；　　◎配備有不同學(xué)時(shí)安排的免費(fèi)電子課件，幫助教師與學(xué)生掌握不同專(zhuān)業(yè)和學(xué)時(shí)要求的重點(diǎn)內(nèi)容；　　◎配套出版《光電信息綜合設(shè)計(jì)訓(xùn)練與實(shí)驗(yàn)教程》，以增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。

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