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上篇 技术基础篇3

第一章 光电测试技术概论3

第一节 信息技术与光电测试技术3

第二节 光电测试系统的组成3

第三节 光电测试技术的展望及其特点4

复习思考题16

第二章 光电测量的光学基础7

第一节 光谱光视效能和光度的基本物理量7

一、光谱光视效能7

二、光度的基本物理量8

第二节 光度学基本定律10

一、余弦定律10

二、亮度守恒定律10

三、照度与距离的二次方反比定律11

第三节 光辐射在空气中的传播12

一、大气衰减12

二、空气湍流效应13

第四节 光电测试技术中常用的光学系统14

一、显微光学系统14

二、望远光学系统20

三、摄影系统24

四、投影光学系统26

复习思考题227

第三章 光电测量系统中的光源与光源系统28

第一节 光源的基本参数28

一、发光效率28

二、寿命28

三、光谱功率谱分布28

四、空间光强分布特性29

五、光源光辐射的稳定性29

六、光源的色温和显色性30

第二节 光电测量的常用光源30

一、热辐射光源30

二、气体放电光源32

三、金属卤化物灯33

四、电致发光光源34

五、激光光源37

第三节 照明系统42

一、照明系统的设计原则43

二、照明的种类43

第四节 光源及照明系统的选择46

复习思考题347

第四章 光电测试常用器件48

第一节 光电器件的性能参数48

一、光电器件的探测灵敏度48

二、响应时间和频率响应49

三、噪声等效功率50

四、探测度D与比探测度D51

五、量子效率51

第二节 光电发射器件52

一、光电发射效应52

二、光电真空器件及其特性56

第三节 光电导器件62

一、光电导效应62

二、光敏电阻及其特性65

第四节 光伏器件69

一、光伏效应70

二、光电池73

三、光敏二极管76

四、PIN光敏二极管80

五、雪崩光敏二极管81

六、光敏晶体管82

七、光电位置器件84

八、光伏器件的特性与使用要点85

第五节 各种光子探测器件的性能比较和应用选择87

一、接收光信号的方式87

二、各种光子探测器件的性能比较88

三、光子探测器件的应用选择88

第六节 热电探测器件89

一、热电探测器的一般原理90

二、温差电偶92

三、热敏电阻及其特性94

四、热释电器件96

第七节 光电成像器件99

一、像管99

二、真空摄像管102

三、固体摄像器件工作原理及其参数107

四、CMOS成像器件工作原理及其参数115

五、CID智能相机119

第八节 光调制器件122

一、电光器件122

二、声光器件126

三、磁光器件127

复习思考题4129

第五章 光电检测电路131

第一节 光电检测电路的设计要求131

第二节 光电检测电路的静态设计131

一、光敏电阻电路的静态设计132

二、光电倍增管电路的静态设计136

三、光电池电路的静态设计138

四、光敏二极管电路的静态设计141

五、光敏晶体管电路的静态设计144

第三节 光电检测电路的动态设计145

一、光电检测电路的带宽145

二、光电检测电路的频率特性146

第四节 光电检测系统的噪声与抑制151

一、噪声的类型151

二、噪声的等效处理153

三、典型光电检测电路的噪声估算155

第五节 前置放大及光电耦合电路157

一、前置放大电路的设计157

二、光电耦合电路设计161

三、光电器件与运算放大器的连接165

第六节 光电检测电路应用实例166

一、光电报警电路166

二、光电开关电路168

三、弱光检测电路169

复习思考题5179

下篇 应用技术篇185

第六章 光束的调制与扫描技术185

第一节 光调制的基本概念185

一、调制的概念与分类185

二、调制的目的187

三、调制信息的频谱187

第二节 光信号的调制方法187

一、振幅调制188

二、频率调制与相位调制189

三、脉冲调制190

四、编码调制190

第三节 光调制测量技术191

一、常用外调制技术191

二、直接调制技术199

三、调制信号的解调202

第四节 光束扫描测量技术204

一、扫描方法和工作参数204

二、光束扫描测量211

复习思考题6218

第七章 非相干信号的光电变换与检测219

第一节 光电信号变换与光电测量系统概述219

第二节 直接检测系统的工作原理220

第三节 随时间变化的光电信号变换与检测方法221

一、幅值法221

二、频率法223

三、相位和时间测量法224

四、光电测距的作用距离227

第四节 随空间变化的光电信号变换与检测方法229

一、几何中心检测法229

二、几何位置检测法232

三、亮度中心检测法238

复习思考题7240

第八章 相干变换与检测方法241

第一节 相干变换与检测原理241

一、光学干涉和干涉测量241

二、干涉测量中的调制和解调242

第二节 相干信号的相位调制与检测243

一、相位调制的干涉系统243

二、干涉条纹的检测方法246

三、二次相位调制与干涉图分析248

第三节 相干光外差检测原理与方法253

一、光学外差检测原理253

二、外差检测的调频方法258

三、外差检测方法262

复习思考题8268

第九章 现代光电测试技术269

第一节 概述269

第二节 激光测量技术269

一、激光干涉测长技术270

二、共光路激光干涉仪测量技术274

三、激光外差干涉测量技术276

四、激光衍射测量技术283

五、激光测距与跟踪测量技术285

六、近场光学显微镜291

第三节 视觉检测技术292

一、视觉检测系统的组成293

二、典型视觉检测系统293

三、视觉检测图像处理基础299

第四节 光纤测量技术305

一、光纤测量技术概述305

二、强度调制型光纤测量技术308

三、相位调制型光纤测量技术311

四、偏振调制型光纤测量技术315

五、频率调制型光纤测量技术317

六、光纤光栅传感技术318

复习思考题9322

参考文献323