光电变换与检测技术

绪论

第1章 光电信息变换的基本知识

1.1 光的两重性

1.1.1 电磁波谱和光谱

1.1.2 光的粒子性（或量子性）

1.2 入射光的基本度量单位

1.2.1 通量单位

1.2.2 照度单位

1.2.3 辐射度参数与光度参数关系

1.3 常用光源

1.3.1 半导体发光二极管

1.3.2 半导体激光器

1.4 光调制

1.4.1 调制光的优点

1.4.2 光调制的方法

1.5 光电效应

1.5.1 光电导效应

1.5.2 光生伏特效应

1.5.3 外光电效应

1.6 光电器件的基本特性

1.6.1 灵敏度

1.6.2 光谱响应

1.6.3 频率响应

思考题与习题

第2章 光电探测器件

2.1 光敏电阻

2.1.1 光敏电阻的结构及种类

2.1.2 光敏电阻的基本工作原理

2.1.3 光敏电阻的偏置电路

2.2 光生伏特器件

2.2.1 光生伏特器件的基本原理

2.2.2 半导体光电管

2.2.3 光电管的基本电路

2.2.4 光电池

2.2.5 光生伏特器件组合件

2.2.6 光电位置敏感器件（PSD）

2.3 真空光电倍增管

2.3.1 真空光电倍增管的基本原理

2.3.2 真空光电倍增管的输出特性

2.3.3 光电倍增管的供电电路

2.4 光电耦合器

2.4.1 光电耦合器的基本原理

2.4.2 光电耦合器的基本电路

2.4.3 光电耦合器的应用

思考题与习题

第3章 热电探测器件

3.1 热电探测器件的基本原理

3.2 热敏电阻

3.3 热电偶与热电堆探测器

3.4 热释电器件

思考题与习题

第4章 光电成像器件

4.1 光电成像器件的类型

4.1.1 直接显示型光电成像器件

4.1.2 间接显示型光电成像器件

4.2 光电成像器件的基本特性

4.2.1 光谱响应

4.2.2 转换特性

4.2.3 分辨力

4.3 变像管和像增强器

4.3.1 变像管和像增强器的工作原理

4.3.2 变像管

4.3.3 像增强器

4.3.4 像管的特性

4.3.5 高压电源

4.4 摄像管

4.4.1 摄像管的一般原理

4.4.2 视像管

4.4.3 视像管靶

4.4.4 光电发射式摄像管

4.4.5 摄像管的基本电路

4.5 电荷耦合摄像器件

4.5.1 CCD的MOS结构及工作原理

4.5.2 电极结构及工作原理

4.5.3 电荷传输

4.5.4 电荷注入与电荷检取

4.5.5 CCD摄像器件

思考题与习题

第5章 光电信息变换

5.1 光电信息变换的类型

5.1.1 光电传感器的基本形式

5.1.2 光电信息变换的工作原理

5.1.3 光电器件选择

5.2 模拟光电信息变换

5.2.1 简单式变换

5.2.2 温度补偿

5.2.3 差接式变换

5.2.4 光外差式变换

5.3 模-数光电信息变换

5.3.1 激光扫描直径信息变换

5.3.2 光电转速信息变换

5.3.3 激光干涉信息变换

5.3.4 光栅莫尔条纹信息变换

5.3.5 编码器角度代码信息变换

思考题与习题

第6章 辐射信号检测

6.1 缓变信号探测

6.1.1 光学结构

6.1.2 调制盘

6.1.3 调制盘对背景信号的空间滤波

6.2 脉冲信号探测

6.2.1 探测阈值及信噪比

6.2.2 滤波器带宽的选择

6.3 辐射温度检测

6.4 脉冲法测距

6.5 相位法测距

6.5.1 相位法测距的基本原理

6.5.2 测尺频率的选择

6.5.3 差频测相

思考题与习题

第7章 零件尺寸检测

7.1 模拟变换检测法

7.1.1 光通量变换法

7.1.2 光电投影法

7.2 模-数变换检测法

7.2.1 光学扫描法

7.2.2 电扫描法

思考题与习题

第8章 位移检测

8.1 激光干涉位移检测

8.1.1 激光干涉仪原理

8.1.2 光电接收和数字显示电路

8.2 光栅位移检测

8.2.1 光栅位移传感器

8.2.2 光栅线位移检测

8.2.3 莫尔条纹信号的电子细分

8.2.4 光栅角位移检测

思考题与习题

第9章 光谱检测

9.1 概述

9.1.1 光电光谱检测框图

9.1.2 光谱信息变换

9.1.3 光谱检测器

9.1.4 微机系统

9.2 光谱信息变换

9.2.1 光谱形成器

9.2.2 衍射光栅

9.3 光谱信号检测典型应用

9.3.1 红外分光光度计

9.3.2 光多通道分析仪

思考题与习题

第10章 光子计数技术

10.1 光子计数器的原理

10.2 光子计数器中的光电倍增管

10.3 放大器与鉴别器

10.3.1 前置放大器

10.3.2 脉冲幅度鉴别器

10.4 光子计数器的检测法

思考题与习题

第11章 光纤传感技术

11.1 光导纤维的基本知识

11.1.1 光纤传光原理

11.1.2 光纤的分类

11.1.3 光纤的基本特性

11.2 光纤传感器的基本原理和类型

11.3 非功能型光纤传感器

11.4 功能型光纤传感器

思考题与习题

第12章 光电信息技术应用

12.1 光存储技术

12.2 光盘存储

12.3 光盘驱动器

12.4 蓝光刻录

12.5 光电鼠标

12.6 扫描仪

12.6.1 扫描仪的功能

12.6.2 扫描仪的构成和工作原理

12.7 激光打印机

12.7.1 激光打印机的特点

12.7.2 激光打印机的组成

12.7.3 激光打印机原理

12.7.4 激光打印机工作过程

12.7.5 激光打印机中的关键技术

12.8 复印机

12.9 条形码

12.10 激光计算机简介

12.11 光纤照明

12.12 2008年北京奥运会光电技术应用简介

思考题与习题

附录Ⅰ 项目制作基础思考题

附录Ⅱ 创新设计制作参考项目

附录Ⅲ 光电器件特性参数表

附录Ⅳ 成像器件参数表

参考文献

《光电变换与检测技术》分为两大部分。第一部分（第1章—第5章）为光电信息变换内容，介绍有关光电器件的基本知识，各种光电探测器件、成像器件和热电探测器件的工作原理与特征，偏置电路及典型应用；介绍各种光电信息变换的方式、类型及其原理。第二部分（第6章—第12章）结合科研和生产的实际，介绍了辐射信号检测、零件尺寸检测、位移检测、光谱检测、光子计数技术、光纤传感技术及光电新技术等。
《光电变换与检测技术》作为应用型教材在内容上反映了科研和生产的新技术，理论分析简洁，概念清晰，理论与实际密切相结合，有宜于应用型人才的培养。
本教材适用专业较广，可作为光信息科学与技术、电子科学与技术、光电子技术、光电信息工程、测控技术与仪器、科学电子与技术、电子信息与电气类专业教学用书，也可作为光电科技领域技术人员的参考书。

《光电变换与检测技术》共分12章，主要内容包括绪论、光电信息变换的基本知识、光电探测器件、热电探测器件、光电成像器件、光电信息变换、辐射信号检测、零件尺寸检测、位移检测、光谱检测、光子计数技术、光纤传感技术、光电信息技术应用。
《光电变换与检测技术》内容充实，涉及面广，可适合不同类型专业的教学用书。不同专业在选用本书时，可根据本专业的特点和面向，可以对本书的章节适当地选用。