光電感測器件與套用技術

《光電感測器件與套用技術》是2015年電子工業出版社出版的圖書，作者是郝曉劍。

基本介紹

• 書名：光電感測器件與套用技術
• 作者：郝曉劍
• ISBN：9787121251016
• 頁數：300
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2015-01
• 開本：16(185*260)
• 叢書名 ：儀器儀表及自動化十二五規劃教材

內容簡介

本書以編者多年從事光電感測技術及其套用方面的研究為基礎，結合編者在光電感測技術領域的最新研究成果，參考近年來光電感測技術的最新進展，主要講述了光電感測系統中所涉及的基礎理論、光（輻射）源、光電導器件、結型光電器件、光電發射器件、光電成像器件、平板顯示器件及各種光電器件的典型套用。全書內容豐富，概念清晰，能引導讀者正確掌握光電感測器件的基本原理、使用技巧和光電測試系統的設計思想和方法。本書力求為測控技術與儀器、光電信息科學與工程、電子信息工程等專業的本科生及儀器科學與技術、光學工程、信息與通信工程等學科的研究生和工程技術人員提供光電感測系統分析、設計的基本理論、先進的前沿技術和最新方法。

目錄

第1章光電感測技術基礎1

1.1光電感測系統的描述1

1.2輻射度學和光度學1

1.2.1輻射度學1

1.2.2光度學3

1.2.3輻射度與光度學的基本定律5

1.2.4黑體輻射7

1.3半導體基礎9

1.3.1半導體結構9

1.3.2半導體中的載流子11

1.4半導體的光電效應15

1.4.1光電導效應16

1.4.2光伏效應17

1.4.3光電發射效應19

1.5光熱效應20

1.6光電感測器的噪聲和特性參數21

1.6.1光電感測器的噪聲22

1.6.2光電感測器的主要特性參數23

思考與計算題25

第2章光電感測系統中的常用光源27

2.1光源的基本特性參數27

2.1.1輻射效率和發光效率27

2.1.2光譜功率分布28

2.1.3空間光強分布28

2.1.4光源的顏色29

2.1.5光源的色溫29

2.2熱輻射源30

2.2.1太陽與黑體模擬器30

2.2.2白熾燈與鹵鎢燈31

2.3氣體放電光源31

2.4發光二極體33

2.4.1普通亮度的LED33

2.4.2超高亮度的LED35

2.4.3白光LED36

2.5雷射器38

2.5.1雷射器的基本原理38

2.5.2雷射器的分類及套用39

2.5.3雷射的特性46

思考題與計算題47

第3章光電發射器件48

3.1光電發射陰極48

3.1.1光電發射陰極的主要參數48

3.1.2常用光電陰極材料49

3.2光電管與光電倍增管結構原理51

3.2.1光電管51

3.2.2光電倍增管52

3.3光電倍增管的主要特性參數54

3.4光電倍增管的供電和信號輸出電路58

3.4.1高壓分壓電路58

3.4.2信號輸出方式60

3.5微通道板光電倍增管61

3.5.1微通道板的結構和工作原理61

3.5.2微通道板光電倍增管62

3.6像增強器64

3.7套用66

3.7.1光電倍增管的典型套用66

3.7.2像增強器的典型套用68

思考題與計算題69

第4章光電導探測器70

4.1光電導探測器的工作原理70

4.2光電導材料及結構特點72

4.2.1材料及分類72

4.2.2結構特點及原理73

4.3光電導探測器的主要特性參數74

4.3.1光電流及光電導增益74

4.3.2光電特性75

4.3.3光譜特性77

4.3.4伏安特性78

4.3.5時間回響及頻率特性78

4.3.6前歷效應81

4.3.7溫度特性82

4.4光電導探測器的變換電路82

4.4.1基本偏置電路82

4.4.2恆流電路83

4.4.3恆壓電路84

4.5光電導探測器的套用實例85

4.5.1自動調光檯燈光電控制電路85

4.5.2火焰探測報警器85

4.5.3熱電製冷型紅外測溫儀86

思考及計算題87

第5章半導體結型光電器件89

5.1結型光電器件基本原理89

5.1.1熱平衡狀態下的P-N結89

5.1.2光照下的P-N結90

5.2矽光電池92

5.2.1矽光電池的基本結構92

5.2.2矽光電池的工作原理92

5.2.3矽光電池的特性參數93

5.3矽光電二極體95

5.3.1矽光電二極體基本結構96

5.3.2矽光電二極體的工作原理96

5.3.3光電二極體的電流方程96

5.3.4光電二極體的基本特性97

5.4矽光電三極體100

5.4.1矽光電三極體基本結構100

5.4.2矽光電三極體工作原理101

5.4.3光電三極體的特性102

5.5結型光電器件的偏置電路104

5.5.1反向偏置電路104

5.5.2零伏偏置電路107

5.5.3其他光電變換電路107

5.6特殊結型光電二極體109

5.6.1 PIN光電探測器109

5.6.2雪崩光電二極體109

5.7象限探測器和光電位置感測器111

5.7.1象限探測器111

5.7.2光電位置感測器（PSD）114

5.8半導體光電器件的特性參數與選擇118

5.8.1半導體光電器件的特性參數118

5.8.2半導體光電器件的套用選擇120

思考題與計算題121

第6章光電成像器件123

6.1真空成像器件123

6.1.1像管123

6.1.2攝像管126

6.2固體成像器128

6.2.1電荷耦合器件（CCD）128

6.2.2 CMOS圖像感測器135

6.2.3工業相機介紹140

6.2.4機器視覺系統及其套用142

思考題與計算題151

第7章紅外探測器概述152

7.1紅外探測器分類152

7.1.1熱敏探測器152

7.1.2光子型探測器153

7.1.3紅外探測器的工作條件與性能指標154

7.2常用紅外探測器161

7.2.1光電導型紅外探測器工作原理與性能分析161

7.2.2光電導型紅外探測器——SPRITE探測器原理與結構164

7.2.3光伏型紅外探測器的工作原理與性能分析166

7.2.4肖特基勢壘光電探測器－工作原理167

7.2.5量子阱紅外探測器169

7.3常用熱探測器170

7.3.1熱敏電阻170

7.3.2熱電偶和熱電堆171

7.3.3熱釋電探測器173

7.3.4高萊管175

7.4其他紅外探測器176

7.4.1銻化銦紅外探測器176

7.4.2碲鎘汞探測器177

7.4.3碲錫鉛探測器177

7.4.4砷化鎵探測器178

7.4.5光子牽引探測器178

7.4.6 MOS探測器179

7.5紅外探測器的套用——紅外夜視系統180

7.5.1紅外夜視儀的原理180

7.5.2紅外熱成像儀的原理181

思考與練習題182

第8章平板顯示器件183

8.1液晶顯示器件（LCD）183

8.1.1基本概念183

8.1.2光電特性184

8.1.3動態散射型液晶顯示器件186

8.1.4扭曲向列液晶顯示器件186

8.1.5超扭曲向列液晶顯示器件188

8.1.6有源矩陣液晶顯示器件189

8.1.7 LCD工作環境及特點191

8.2電漿顯示器件191

8.2.1彩色AC-PDP的工作原理191

8.2.2彩色AC-PDP的特點和套用192

8.3有機發光器件193

8.3.1 OLED器件發光原理194

8.3.2 OLED器件的分類194

8.4數字微反射鏡器件（DMD）195

8.4.1 DMD結構和工作原理195

8.4.2 DLP投影顯示及特點196

思考題與計算題196

第9章典型光電感測系統197

9.1瞬態表面高溫測量及校準系統197

9.1.1瞬態表面高溫光電感測系統197

9.1.2可溯源瞬態表面溫度感測器動態校準系統206

9.1.3瞬態超高溫測試的外推方法探索215

9.2雷射光幕靶光電感測系統及校準216

9.2.2分離型雷射光幕靶220

9.2.3雷射光幕靶的校準226

9.2.4雷射光幕靶的套用拓展227

9.3其他光電感測系統229

9.3.1歸一化植被指數光電感測系統229

9.3.2光纖傳像元件光學特性光電感測系統233

9.3.3基於PSD的自動機運動參數光電感測系統236

9.3.4飛彈軌上運動參數光電感測系統237

9.3.5純鎂與鎂合金燃點比色測溫系統239

思考題與計算題241

第10章光電感測新技術及套用242

10.1光電薄膜技術242

10.1.1光電薄膜技術概述242

10.1.2光電薄膜的製作247

10.1.3光電薄膜器件的技術特點251

10.1.4光電薄膜器件的套用253

10.2光MEMS，MOEMS255

10.2.1 MEMS器件概述255

10.2.2 MOEMS器件——MEMS與光的結合255

10.2.3 MOEMS的套用256

10.3雷射散斑測試技術260

10.3.1散斑的數學描述261

10.3.2雷射散斑測量方法261

10.4太赫茲技術的套用264

10.4.1太赫茲頻段及特點264

10.4.2 THz成像技術的套用266

10.5光存儲技術271

10.5.1光存儲器概述271

10.5.2光碟存儲器的工作原理273

10.5.3超高密度光存儲技術276

10.6太陽能技術278

10.6.1太陽能電池278

10.6.2太陽能電池的種類278

10.6.3太陽能新技術279

10.6.4套用領域281

習題與思考題282

參考文獻283