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第一章 光电检测技术基础 1

第一节 辐射度量与光度量 1

一、光的基本性质 1

二、光辐射度量 3

三、光谱辐射度量 5

四、光度量 6

第二节 半导体物理基础 10

一、半导体的特性 10

二、能带理论 11

三、热平衡载流子 14

四、非平衡载流子 15

五、载流子的运动 18

六、半导体对光的吸收 20

七、半导体的PN结及金属与半导体的接触 22

第三节 光电效应 27

一、光电导效应 28

二、光生伏特效应 33

三、光电发射效应 35

一、有关响应方面的特性参数 37

第一节 光电检测器件的基本特性参数 37

第二章 光电检测器件 37

二、有关噪声方面的参数 39

三、其它参数 41

第二节 真空光电探测器件 42

一、光电发射材料 42

二、光电倍增管 44

第三节 半导体光电检测器件 50

一、光敏电阻 50

二、光电池 54

三、光敏二极管 59

四、光敏三极管 69

第四节 各种光电检测器件的性能比较和应用选择 74

一、接收光信号的方式 74

二、各种光电检测器件的性能比较 76

三、光电检测器件的应用选择 76

第三章 热电检测器件 78

第一节 热电检测器件的基本原理 78

一、热电检测器件的共性 78

第二节 热电偶与热电堆 79

一、热电偶的构造及工作原理 79

二、热电检测器件的最小可探测功率 79

二、热电偶的参数 80

三、热电堆 81

四、使用注意事项 81

第三节 热敏电阻 82

一、热敏电阻的结构及原理 82

二、热敏电阻的参数 83

第四节 热释电探测器件 85

一、热释电探测器的发展及优点 85

二、热释电探测器的工作原理 86

三、热释电探测器的类型 87

四、热释电探测器的噪声及对前置放大的要求 90

第四章 发光与耦合器件 92

第一节 发光二极管 92

一、发光二极管的结构与工作原理 92

二、LED的特性参数 92

三、发光二极管的应用 95

第二节 激光器 96

一、激光的产生 97

二、氦氖激光器 98

三、半导体激光器 99

一、光电耦合器件的含义和特点 103

第三节 光电耦合器件 103

二、光电耦合器件的特性参数 104

三、光电耦合器件的应用 109

第五章 光电成像器件 110

第一节 概述 110

一、光电成像器件的发展 110

二、光电成像器件的类型 111

三、光电成像器件的基本特性 111

一、光电成像原理 113

第二节 光电成像原理与电视摄像制式 113

二、电视制式 114

第三节 真空摄像管 115

一、氧化铅视像管的结构 116

二、其它视像管的靶结构简介 116

三、摄像管的性能参数 117

第四节 电荷耦合器件（CCD） 119

一、电荷存储 119

二、电荷耦合 120

三、电荷的注入和检测 121

四、CCD的特性参数 124

五、电荷耦合摄像器件 125

第五节 变像管和像增强管 130

一、典型结构与工作原理 130

二、性能参数 131

三、像增强管的级联 132

第六章 光电信号检测电路设计 136

第一节 缓变光信号检测电路的设计 136

一、恒流源型光电检测电路的静态计算 136

二、光伏型光电检测电路的静态计算 140

三、可变电阻型光电检测电路的静态计算 144

一、光电信号输入电路动态工作状态的计算 146

第二节 交变光信号检测电路的设计 146

二、光电检测电路的频率特性 148

第三节 光电信号检测电路的噪声估算 153

一、检测电路的噪声等效处理 154

二、典型光电检测电路的噪声估算 156

第四节 光电信号的放大电路 157

一、放大器噪声 158

二、前置放大器的低噪声设计 160

三、检测器件和放大电路的连接 162

一、单元光电信号的二值化处理 164

第七章 光电信号的数据采集与微机接口 164

第一节 光电信号的二值化处理 164

二、视频信号的二值化处理 165

三、二值化数据采集接口 167

第二节 光电信号的量化处理 168

一、CCD视频信号的量化处理过程 168

二、量化过程应用的部件 168

第三节 单元光电信号的数据采集与微机接口 171

一、微机扩充插槽 171

二、单元光电信号A/D数据采集卡 175

一、线阵CCD十六位A/D数据采集原理 176

第四节 视频信号的数据采集与微机接口 176

二、图像的数据采集与微机接口 177

三、实时采集CCD图像处理系统 178

第八章 光电信号的变换和检测技术 182

第一节 时变光信号的直接检测 182

一、光通量的幅度测量 182

二、光通量的频率测量 186

三、光通量的相位和时间测量 188

一、调制的基本原理和类型 189

第二节 时变光信号的调制检测 189

二、调制器 194

三、调制信号的解调 197

第三节 简单光学目标的形位检测 200

一、几何中心检测法 201

二、亮度中心检测法 205

第四节 复杂光学图像的扫描检测 209

一、扫描的基本原理和分类 209

二、图像扫描 212

三、实体扫描 215

一、光电变换的基本形式 218

第九章 光电信号的变换形式与检测方法 218

第一节 光电变换的基本形式与类型 218

二、光电变换的类型 221

第二节 几何变换的光电检测方法 221

一、光电测长技术 221

二、轴向测距 223

第三节 物理变换的光电检测方法 226

一、光电干涉测量技术 226

二、单频光相干的条纹检测 227

三、双频光相干的差频检测 230

第四节 光电编码器与条形码 235

一、最简单的编码器——光电开关 236

二、增量式光电编码器 240

三、绝对式光电编码器 244

四、条形码光电编码器 247

第十章 光电检测技术的典型应用 249

第一节 光电测绘技术 249

一、光电准直 249

二、光电测距 253

三、光电测角 260

四、光电自动测图 265

第二节 微弱光信号检测技术 266

一、锁相放大器 266

二、取样积分器 269

三、光子计数系统 272

第三节 光学传递函数检测技术 276

一、OTF的基本概念 276

二、测定OTF的扫描调制法 277

三、光电傅里叶分析OTF测试仪 279

参考文献 281

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