光電技術（第2版）

《光電技術（第2版）》是2023年清華大學出版社出版的圖書，作者是楊應平。

基本介紹

• 中文名：光電技術（第2版）
• 作者：楊應平
• 出版時間：2023年8月1日
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302610946 
• 定價：69 元

內容簡介

本教材系統地介紹了光電技術的基礎理論、常用光電探測器的工作原理與特性、典型光電探測器套用技術和光電信號探測與處理技術。主要內容包括輻射度學與光度學基礎、光電探測器的理論基礎、光電導探測器、光伏探測器、光電子發射探測器、熱探測器、光電圖像探測器、光學信息變換技術、微弱光電信號的探測與處理和典型光電探測系統的套用分析。

圖書目錄

目錄

第0章緒論

0.1光電技術及其研究內容

0.2光電信息系統

0.3光電技術的套用及發展趨勢

思考題與習題

第1章輻射度學與光度學基礎

1.1電磁輻射

1.1.1電磁波譜

1.1.2光輻射

1.1.3光的波粒二象性

1.1.4電磁輻射中立體角計算

1.2輻射度學的基本物理量

1.3光度學基礎

1.3.1光度學的基本物理量

1.3.2光譜光視效率

1.4輻射度學與光度學中的幾個基本定律

1.4.1朗伯餘弦定律

1.4.2距離平方反比定律

1.4.3亮度守恆定律

1.5黑體輻射

1.5.1黑體輻射定律

1.5.2普朗克能量子假設

1.6常用光輻射源

1.6.1光源的基本特性參數

1.6.2熱輻射光源

1.6.3氣體放電光源

1.6.4雷射器

1.6.5發光二極體

思考題與習題

第2章光電探測器的理論基礎

2.1半導體物理基礎

2.1.1晶體的能帶

2.1.2熱平衡下載流子的濃度

2.1.3半導體材料的光吸收效應

2.1.4半導體中的非平衡載流子

2.1.5半導體中載流子的擴散與漂移

2.2光電效應

2.2.1光電導效應

2.2.2光伏效應

2.2.3光電子發射效應

2.3光電探測器的噪聲

2.4光電探測器的特性參數

思考題與習題

第3章光電導探測器

3.1光敏電阻的原理與結構

3.1.1光敏電阻的原理

3.1.2光電導增益

3.1.3光敏電阻的結構

3.2光敏電阻的基本特性參數

3.2.1光電特性

3.2.2光電導靈敏度

3.2.3溫度特性

3.2.4回響時間

3.2.5光譜特性

3.2.6伏安特性

3.2.7噪聲特性

3.3典型光敏電阻

3.3.1本徵光敏電阻

3.3.2雜質型光敏電阻

3.4光敏電阻的偏置電路

3.4.1光敏電阻的微變等效電路

3.4.2基本偏置電路

3.4.3恆流偏置電路

3.4.4恆壓偏置電路

3.4.5恆功率偏置電路

3.5光電導探測器的套用

3.5.1聲光自動控制電路

3.5.2照明燈自動控制電路

3.5.3火焰報警電路

3.5.4照相機自動曝光控制電路

思考題與習題

第4章光伏探測器

4.1光電池

4.1.1矽光電池的工作原理與基本結構

4.1.2矽光電池的基本特性參數

4.1.3幾種常用的光電池

4.1.4光電池的偏置電路

4.1.5光電池的套用

4.2光敏二極體

4.2.1矽光敏二極體的工作原理與基本結構

4.2.2矽光敏二極體的基本特性

4.2.3常用光敏二極體

4.2.4光敏二極體的偏置電路

4.2.5光敏二極體的套用

4.3光敏電晶體

4.3.1矽光敏電晶體的工作原理與基本結構

4.3.2矽光敏電晶體的基本特性

4.3.3常用光敏電晶體

4.3.4光敏電晶體的套用

4.4PIN光敏二極體

4.4.1PIN光敏二極體的結構與工作原理

4.4.2PIN光敏二極體的主要特性參數

4.4.3典型的PIN光敏二極體及其套用

4.5雪崩光敏二極體

4.5.1雪崩光敏二極體的原理

4.5.2達通型雪崩光敏二極體的結構、電場、電荷分布

4.5.3雪崩光敏二極體的主要特性參數

4.5.4典型的雪崩光敏二極體及其套用

4.6色敏探測器

4.6.1色敏探測器的結構與工作原理

4.6.2色敏探測器的檢測電路

4.6.3色敏探測器的短路電流比波長特性

4.6.4兩種色敏探測器

4.6.5色敏探測器的套用

4.7位置敏感探測器

4.7.1位置敏感探測器的工作原理

4.7.2位置敏感探測器的檢測電路

4.7.3位置敏感探測器的主要特性參數

4.7.4幾種常用位置敏感探測器

4.7.5位置敏感探測器的套用

4.8象限探測器

4.8.1象限探測器原理

4.8.2四象限探測器的空間解析度

4.8.3四象限探測器的信號處理電路

4.8.4四象限探測器的特性參數

4.8.5四象限探測器的套用

4.9光電耦合器件

4.9.1光電耦合器件的工作原理與結構

4.9.2光電耦合器件的特性參數

4.9.3光電耦合器件的套用

思考題與習題

第5章光電子發射探測器

5.1光電陰極

5.2光電倍增管的原理與結構

5.2.1光電倍增管的工作原理

5.2.2光電倍增管的結構

5.3光電倍增管的主要特性參數

5.4光電倍增管的工作電路

5.4.1高壓供電電路

5.4.2信號輸出電路

5.5光電倍增管的套用

5.5.1分光光度計

5.5.2醫療器械

5.5.3生物技術

5.5.4環境測量

5.5.5固體表面分析

思考題與習題

第6章熱探測器

6.1熱探測器基本原理

6.1.1溫度變化方程

6.1.2熱探測器件的最小可探測功率

6.2熱電偶與熱電堆探測器

6.2.1熱電偶的工作原理

6.2.2熱電偶的主要特性參數

6.2.3熱電堆的結構、工作原理與特性參數

6.2.4熱電偶與熱電堆的套用

6.3熱敏電阻探測器

6.3.1熱敏電阻探測器的基本原理與結構

6.3.2熱敏電阻探測器的主要特性參數

6.3.3熱敏電阻的套用

6.4熱釋電探測器

6.4.1熱釋電探測器的基本原理

6.4.2熱釋電探測器的主要特性參數

6.4.3常用的熱釋電探測器材料

6.4.4熱釋電探測器的套用

思考題與習題

第7章光電圖像探測器

7.1像管

7.1.1像管的基本原理與結構

7.1.2像管的主要特性參數

7.1.3紅外變像管

7.1.4像增強管

7.1.5像管的套用

7.2真空攝像管

7.2.1光電導式攝像管

7.2.2光電發射式攝像管

7.3電荷耦合器件

7.3.1電荷耦合器件的工作原理

7.3.2電荷耦合器件的主要特性參數

7.3.3電荷耦合成像器件

7.3.4電荷耦合成像器件的驅動方法

7.3.5常用的線陣CCD成像器件

7.3.6電荷耦合成像器件的套用

7.4CMOS圖像感測器

7.4.1CMOS成像器件的像敏單元的結構與工作原理

7.4.2CMOS成像器件的組成架構

7.4.3CMOS與CCD圖像器件的比較

7.5紅外焦平面陣列探測器

7.5.1非製冷紅外焦平面的結構和工作原理

7.5.2紅外成像與紅外熱像儀

7.5.3典型的紅外焦平面探測器

7.5.4紅外成像技術的套用

思考題與習題

第8章光學信息變換

8.1幾何光學方法的光學信息變換

8.1.1物體尺寸信息的光學變換

8.1.2位移信息的光學變換

8.2物理光學方法的光學信息變換

8.2.1干涉方法的光學信息變換

8.2.2衍射方法的光學信息變換

8.3時變光信息的調製

8.3.1調製光的優點

8.3.2光信號調製的基本原理

8.3.3光調製的方法

8.3.4調製信號的解調

思考題與習題

第9章微弱光電信號的探測與處理

9.1直接探測與外差探測

9.1.1直接探測

9.1.2光頻外差探測

9.2微弱光電信號前置放大器的設計

9.2.1放大器的噪聲模型與等效輸入噪聲

9.2.2噪聲係數與最佳源電阻

9.2.3光電探測器與前置放大器耦合網路的設計原則

9.2.4低噪聲前置運放的選用

9.2.5低噪聲放大器設計原則與方法

9.3微弱光電信號的探測與處理

9.3.1微弱光電信號的檢測

9.3.2窄帶濾波法

9.3.3相關檢測法

9.3.4鎖定放大器

9.3.5取樣積分法

9.3.6光子計數器

思考題與習題

第10章光電探測系統套用實例分析

10.1空間光通信捕獲、跟蹤、瞄準系統

10.1.1空間光通信系統

10.1.2ATP系統構成

10.1.3共軸雙檢測ATP系統

10.1.4ATP系統關鍵參數和技術考慮

10.2基於光電滑鼠晶片的物體運動狀態測量系統

10.2.1光電滑鼠的工作原理和構成

10.2.2光電滑鼠的主要技術參數

10.2.3基於光電滑鼠感測器的運動物體的無接觸檢測

10.3用於三維複合精細成像的雙CCD交會測量

10.3.1CCD光電信號的二值化處理與數據採集

10.3.2雙CCD交會測量系統的構成

10.3.3雙CCD交會測量的基本原理

10.3.4用於三維精細成像的雙CCD交會測量系統設計

10.4時域分散式光纖測溫系統

10.4.1拉曼散射型分散式光纖測溫系統的工作原理

10.4.2拉曼散射型分散式光纖測溫系統的設計

10.5基於紅外感測器的氣體濃度檢測系統

10.5.1紅外吸收檢測原理

10.5.2紅外吸收型CO2氣體檢測系統的設計

10.5.3系統的定標

10.6光電火控系統

10.6.1光電火控系統的構成和工作原理

10.6.2光電測距裝置

10.6.3光電測角裝置

10.6.4監視及捕捉裝置

10.6.5火控計算機

思考題與習題

參考文獻