內容簡介
本書介紹了光電檢測系統的構成和套用基礎知識。重點敘述了光電檢測過程中常用的光源、各種性能的光電轉換器、光纖與光纖感測技術和光外差檢查技術。
本書內容全面,敘述簡明扼要,既重視理論性,也講究實用性。可供電子信息類及其他相關專業的理工科本科生、研究生作教材選用,也可作為相關科技工作者的參考用書。
圖書目錄
第1章光電檢測套用中的基礎知識(1)
11輻射度學和光度學基本概念(1)
111輻射度學基本物理量(1)
112光度學基本物理量(3)
113光度學基本定律(5)
12半導體基礎知識(8)
121固體的能帶結構(8)
122熱平衡下的載流子濃度(11)
123半導體中的非平衡載流子(13)
124載流子的擴散與漂移(15)
13基本定律(16)
131黑體輻射定律(16)
132光電效應(18)
14光電探測器的噪聲和特性參數(23)
141光電探測器中的噪聲(23)
142噪聲的等效處理(27)
143光電探測器的特性參數(28)
144光電探測器的合理選擇(31)
練習題(31)
第2章光電檢測中的常用光源(33)
21光源的特性參數(33)
211輻射效率和發光效率(33)
212光譜功率分布(34)
213空間光強分布(35)
214光源的顏色(35)
215光源的色溫(36)
22熱輻射源(36)
221太陽(36)
222黑體模擬器(37)
223白熾燈(38)
23氣體放電光源(39)
231脈衝燈(39)
232原子光譜燈(41)
233汞燈(41)
24固體發光光源(42)
241場致發光光源(42)
242其他平板顯示器件(44)
243結型發光光源——發光二極體和雷射二極體(47)
25雷射器(51)
251雷射原理(51)
252雷射器的結構和工作過程(54)
253雷射器的類型(55)
254雷射的特性(58)
練習題(59)
第3章結型光電器件(60)
31結型光電器件工作原理(60)
311熱平衡狀態下的PN結(60)
312光照下的PN結(61)
32矽光電池(63)
321矽光電池的基本結構和工作原理(63)
322矽光電池的特性參數(64)
33矽光電二極體和矽光電三極體(67)
331矽光電二極體(67)
332矽光電三極體(68)
333矽光電三極體與矽光電二極體特性比較(69)
34結型光電器件的放大電路(72)
341結型光電器件與放大三極體的連線(72)
342光電二極體與集成運算放大器的連線(72)
35特殊結型光電二極體(74)
351象限探測器(74)
352PIN型光電二極體(74)
353雪崩光電二極體(80)
354紫外光電二極體(81)
355半導體色敏器件(82)
36結型光電器件的套用實例——光電耦合器件(84)
361光電耦合器件的分類、結構和用途(84)
362光電耦合器件的基本電路(86)
練習題(87)
第4章光電導器件(89)
41光敏電阻的工作原理(89)
411光敏電阻的結構和分類(89)
412光敏電阻的工作原理(90)
42光敏電阻的主要特性參數(91)
421光電導靈敏度(92)
422光電導增益(92)
423量子效率(93)
424光譜回響率與光譜回響曲線(93)
425回響時間和頻率特性(95)
426光電特性和γ值(97)
427前歷效應(97)
428溫度特性(98)
43光敏電阻的偏置電路和噪聲(99)
431偏置電路(99)
432噪聲等效電路(102)
44光敏電阻的特點和套用(103)
441光敏電阻的特點(103)
442光敏電阻使用時的注意事項(103)
443常見光敏電阻(104)
444光敏電阻的套用(105)
練習題(105)
第5章真空光電器件(107)
51光電陰極(107)
511光電陰極的主要參數(107)
512光電陰極的分類(108)
513常用光電陰極材料(109)
52光電管與光電倍增管(111)
521光電管(111)
522光電倍增管(112)
53光電倍增管的主要特性參數(116)
54光電倍增管的供電和信號輸出電
路(121)
541高壓電源(121)
542高壓分壓電路(122)
543分壓電流與輸出線性的關係(123)
544信號輸出方式(125)
55微通道板光電倍增管(126)
56光電倍增管的套用(129)
561光譜測量(130)
562極微弱光信號的探測——光子計數(130)
563射線的探測(131)
練習題(132)
第6章真空成像器件(133)
61像管(133)
611像管結構和工作原理(134)
612像管的特性參量(136)
62常見像管(137)
621常見變像管(137)
622常見像增強器(138)
623特殊變像管(141)
63攝像管(143)
631攝像管的作用及分類(143)
632攝像管的結構和工作原理(144)
64光導靶和存儲靶(145)
641視像管靶(145)
642光電發射型攝像管靶——存儲靶(148)
65攝像管的特性參數(149)
651攝像管的特性參數(149)
652不同視像管的特性參數比較(152)
66攝像管的發展方向(153)
練習題(153)
第7章固體成像器件(154)
71電荷耦合器件(154)
711電荷耦合器件的結構(154)
712電荷耦合原理與電極結構(155)
713電荷耦合器件的組成及其工作原理(156)
714電荷轉移溝道類型(159)
72電荷耦合器件的分類(160)
721線陣CCD(160)
722面陣CCD(161)
73CCD攝像機分類(163)
731可見光CCD(163)
732IRCCD(165)
733X射線CCD(165)
734紫外光CCD(166)
74CCD的性能參數(166)
741電荷轉移效率和轉移損失率(166)
742光譜回響率和干涉效應(167)
743解析度和調製傳遞函式(167)
744動態範圍(168)
745暗電流和噪聲(168)
75自掃描光電二極體陣列(169)
751光電二極體陣列的結構形式和工作原理(169)
752SSPD線陣(171)
753SSPD面陣(172)
754SSPD的主要特性參數(173)
755SSPD器件的信號讀出及放大電路(175)
76CMOS圖像感測器(176)
77CMOS與CCD圖像感測器比較(180)
78固體攝像器件的發展現狀和套用(181)
781CCD攝像器件的發展現狀和套用(181)
782CMOS攝像器件的發展現狀和套用(184)
練習題(184)
第8章紅外輻射與紅外探測器(185)
81紅外輻射的基本知識(185)
811紅外輻射(185)
812紅外輻射源(186)
82紅外探測器(187)
821熱探測器(187)
822光子探測器(190)
83紅外探測器的性能參數及使用中應注意的事項(191)
831紅外探測器的性能參數(191)
832紅外探測器使用中應注意的問題(192)
84紅外測溫(193)
841紅外測溫原理(193)
842紅外測溫的特點(193)
843熱輻射感測器(193)
85紅外成像(196)
851紅外成像器件(196)
852紅外熱像儀(197)
853紅外分析儀(199)
86紅外無損檢測(200)
861焊接缺陷的無損檢測(200)
862鑄件內部缺陷探測(201)
863疲勞裂紋探測(201)
87紅外探測技術在軍事上的套用(202)
871紅外偵察(202)
872紅外雷達(202)
練習題(203)
第9章光導纖維與光纖感測器(204)
91光導纖維基礎知識(204)
911光纖的結構(204)
912光纖的種類(204)
913光纖的傳輸模式(205)
914光纖的傳光原理(205)
915光纖的傳輸特性(207)
916光纖的耦合(209)
92光導纖維的套用(210)
921光纖在直接導光方面的套用(210)
922光纖面板(212)
93光纖感測器的分類及構成(215)
931光纖感測器的分類(215)
932光纖感測器的基本構成(216)
933光纖感測器的優點(217)
94功能型光纖感測器(217)
941相位調製型光纖感測器(217)
942光強調製型光纖感測器(219)
943偏振態調製型光纖電流感測器(220)
95非功能型光纖感測器(221)
951傳輸光強調製型光纖感測器(221)
952反射光強調製型光纖感測器(223)
953頻率調製型光纖感測器(223)
954光纖液體折射率感測器(225)
練習題(227)
第10章光外差檢測技術(229)
101光外差檢測原理(229)
102光外差檢測調相信號的解調方法(232)
1021用頻譜分析儀測量微振動位移的幅值(232)
1022鎖相環解調方法(233)
103光外差檢測特性(237)
1031光外差檢測可獲得全部信息(237)
1032光外差檢測具有高的轉換增益(238)
1033良好的濾波性能(238)
1034信噪比的損失較小(239)
1035最小可檢測功率(240)
104光外差檢測系統對光電轉換器性能的要求(241)
105光外差檢測的空間匹配條件及頻率條件(241)
1051光外差檢測的空間匹配條件(242)
1052光外差檢測的頻率條件(245)
106共線光外差干涉系統的相位調製(245)
1061索列爾巴比涅相位補償器(246)
1062共線光外差干涉系統(246)
1063相位調製原理(247)
1064實驗過程與結果(248)
練習題(249)
第11章光電探測器實驗(251)
實驗1光電探測器光譜回響度的測量(251)
實驗2光電探測器回響時間的測試(254)
實驗3光電探測器探測度的測量(257)
實驗4光敏電阻特性測量實驗(260)
實驗5光敏二極體特性測試(263)
實驗6光敏三極體特性測試(265)
實驗7光電位置感測器(PSD)實驗(267)
實驗8光電位置感測器(PSD)光電特性實驗(270)
實驗9線陣CCD原理及驅動實驗(271)
實驗10線陣CCD基本特性的測量實驗(274)
實驗11利用線陣CCD進行物體角度的測量(276)
實驗12光纖位移測試感測器實驗(279)
附錄A實驗1裝置中器件說明(281)
附錄BCS1022型示波器測量上升回響時間的方法介紹(283)
附錄C彩色線陣CCD圖像感測器TCD 2252D簡介(284)
部分習題參考答案(287)
參考文獻(288)