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绪论1

第1章 光电信息变换的基本知识4

1.1 光的两重性4

1.1.1 电磁波谱和光谱4

1.1.2 光的粒子性（或量子性）5

1.2 入射光的基本度量单位5

1.2.1 通量单位5

1.2.2 照度单位6

1.2.3 辐射度参数与光度参数关系7

1.3 常用光源7

1.3.1 半导体发光二极管7

1.3.2 半导体激光器8

1.4 光调制10

1.4.1 调制光的优点10

1.4.2 光调制的方法10

1.5 光电效应12

1.5.1 光电导效应12

1.5.2 光生伏特效应13

1.5.3 外光电效应14

1.6 光电器件的基本特性15

1.6.1 灵敏度15

1.6.2 光谱响应16

1.6.3 频率响应16

思考题与习题17

第2章 光电探测器件18

2.1 光敏电阻18

2.1.1 光敏电阻的结构及种类18

2.1.2 光敏电阻的基本工作原理19

2.1.3 光敏电阻的偏置电路21

2.2 光生伏特器件24

2.2.1 光生伏特器件的基本原理24

2.2.2 半导体光电管25

2.2.3 光电管的基本电路31

2.2.4 光电池34

2.2.5 光生伏特器件组合件38

2.2.6 光电位置敏感器件（PSD）40

2.3 真空光电倍增管42

2.3.1 真空光电倍增管的基本原理42

2.3.2 真空光电倍增管的输出特性45

2.3.3 光电倍增管的供电电路47

2.4 光电耦合器50

2.4.1 光电耦合器的基本原理50

2.4.2 光电耦合器的基本电路52

2.4.3 光电耦合器的应用54

思考题与习题56

第3章 热电探测器件58

3.1 热电探测器件的基本原理58

3.2 热敏电阻59

3.3 热电偶与热电堆探测器63

3.4 热释电器件65

思考题与习题68

第4章 光电成像器件69

4.1 光电成像器件的类型69

4.1.1 直接显示型光电成像器件69

4.1.2 间接显示型光电成像器件70

4.2 光电成像器件的基本特性70

4.2.1 光谱响应70

4.2.2 转换特性71

4.2.3 分辨力72

4.3 变像管和像增强器74

4.3.1 变像管和像增强器的工作原理74

4.3.2 变像管77

4.3.3 像增强器80

4.3.4 像管的特性82

4.3.5 高压电源83

4.4 摄像管85

4.4.1 摄像管的一般原理85

4.4.2 视像管86

4.4.3 视像管靶88

4.4.4 光电发射式摄像管91

4.4.5 摄像管的基本电路94

4.5 电荷耦合摄像器件97

4.5.1 CCD的MOS结构及工作原理97

4.5.2 电极结构及工作原理98

4.5.3 电荷传输100

4.5.4 电荷注入与电荷检取101

4.5.5 CCD摄像器件102

思考题与习题106

第5章 光电信息变换108

5.1 光电信息变换的类型108

5.1.1 光电传感器的基本形式108

5.1.2 光电信息变换的工作原理111

5.1.3 光电器件选择111

5.2 模拟光电信息变换114

5.2.1 简单式变换114

5.2.2 温度补偿116

5.2.3 差接式变换117

5.2.4 光外差式变换120

5.3 模—数光电信息变换120

5.3.1 激光扫描直径信息变换121

5.3.2 光电转速信息变换121

5.3.3 激光干涉信息变换122

5.3.4 光栅莫尔条纹信息变换124

5.3.5 编码器角度代码信息变换127

思考题与习题129

第6章 辐射信号检测131

6.1 缓变信号探测131

6.1.1 光学结构131

6.1.2 调制盘132

6.1.3 调制盘对背景信号的空间滤波134

6.2 脉冲信号探测136

6.2.1 探测阈值及信噪比136

6.2.2 滤波器带宽的选择138

6.3 辐射温度检测139

6.4 脉冲法测距140

6.5 相位法测距143

6.5.1 相位法测距的基本原理143

6.5.2 测尺频率的选择144

6.5.3 差频测相145

6.5.4 数字测相（电子相位计）146

思考题与习题147

第7章 零件尺寸检测149

7.1 模拟变换检测法149

7.1.1 光通量变换法149

7.1.2 光电投影法150

7.2 模—数变换检测法154

7.2.1 光学扫描法154

7.2.2 电扫描法156

思考题与习题160

第8章 位移检测161

8.1 激光干涉位移检测161

8.1.1 激光干涉仪原理161

8.1.2 光电接收和数字显示电路164

8.2 光栅位移检测165

8.2.1 光栅位移传感器165

8.2.2 光栅线位移检测166

8.2.3 莫尔条纹信号的电子细分167

8.2.4 光栅角位移检测175

思考题与习题179

第9章 光谱检测180

9.1 概述180

9.1.1 光电光谱检测框图180

9.1.2 光谱信息变换180

9.1.3 光谱检测器180

9.1.4 微机系统181

9.2 光谱信息变换181

9.2.1 光谱形成器181

9.2.2 衍射光栅182

9.3 光谱信号检测典型应用183

9.3.1 红外分光光度计183

9.3.2 光多通道分析仪186

思考题与习题189

第10章 光子计数技术190

10.1 光子计数器的原理190

10.2 光子计数器中的光电倍增管194

10.3 放大器与鉴别器195

10.3.1 前置放大器195

10.3.2 脉冲幅度鉴别器197

10.4 光子计数器的测量法198

思考题与习题200

第11章 光纤传感技术201

11.1 光导纤维的基本知识201

11.1.1 光纤传光原理201

11.1.2 光纤的分类202

11.1.3 光纤的基本特性202

11.2 光纤传感器的基本原理和类型204

11.3 非功能型光纤传感器204

11.4 功能型光纤传感器205

思考题与习题207

第12章 光电信息技术应用208

12.1 光存储技术208

12.2 光盘存储209

12.3 光盘驱动器211

12.4 蓝光刻录213

12.5 光电鼠标216

12.6 扫描仪218

12.6.1 扫描仪的功能218

12.6.2 扫描仪的构成和工作原理219

12.7 激光打印机221

12.7.1 激光打印机的特点221

12.7.2 激光打印机的组成221

12.7.3 激光打印机原理222

12.7.4 激光打印机工作过程223

12.7.5 激光打印机中的关键技术224

12.8 复印机225

12.9 条形码226

12.10 激光计算机简介228

12.11 光纤照明229

12.12 2008年北京奥运会光电技术应用简介231

思考题与习题231

附录Ⅰ 项目制作基础思考题233

附录Ⅱ 创新设计制作参考项目234

附录Ⅲ 光电器件特性参数表236

附录Ⅳ 成像器件参数表243

参考文献248