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绪论1

0.1 光电检测技术的研究领域1

0.1.1 光度量和辐射度量的检测2

0.1.2 光电器件及光电成像系统特性的检测2

0.1.3 光学材料、光学元件及系统特性的检测2

0.1.4 非光学物理量的光电检测2

0.2 光电检测技术的特点3

0.3 光电检测的方法3

第1章 光学基础7

1.1 光的概念与度量7

1.1.1 光的概念7

1.1.2 光的基本度量9

1.1.3 辐射度学和光度学中的两个基本定律13

1.2 常用光学元器件14

1.2.1 透镜元器件14

1.2.2 反射元器件17

1.2.3 光楔21

1.2.4 棱镜22

1.2.5 偏光器件25

1.2.6 滤光片26

1.3 常用光学组件27

1.3.1 平行光管27

1.3.2 积分球28

1.4 典型光学系统28

1.4.1 显微光学系统28

1.4.2 望远光学系统33

1.4.3 摄影与投影光学系统35

1.4.4 实施激光束变换的光学系统38

1.5 常用光学计量仪器仪表42

1.5.1 单色仪42

1.5.2 光谱仪44

1.5.3 照度计46

1.5.4 亮度计48

1.5.5 光功率计50

1.5.6 光能量计51

1.5.7 干涉仪52

1.6 光调制技术54

第2章 电子学基础59

2.1 基本电路部件59

2.2 运算放大器61

2.2.1 检测系统中的主要噪声61

2.2.2 信噪比和噪声系数63

2.2.3 噪声带宽64

2.2.4 常用运算放大器类型64

2.2.5 集成运算放大器的选择70

2.3 有源滤波器70

2.4 电压比较器72

2.5 模数变换器（A／D）74

2.5.1 主要技术指标74

2.5.2 A／D转换器分类74

2.6 数模变换器（D／A）77

2.6.1 概述77

2.6.2 主要技术指标78

2.6.3 D／A转换器分类78

2.6.4 D／A转换器与微型计算机的接口形式79

第3章 常用光辐射源与发光器件82

3.1 黑体辐射和自然辐射源83

3.1.1 黑体辐射83

3.1.2 自然辐射源83

3.2 光源的基本特征参数86

3.2.1 辐射效率和发光效率86

3.2.2 光谱功率分布87

3.2.3 光强空间分布87

3.2.4 光源的色温88

3.2.5 光源的颜色88

3.3 热辐射光源88

3.3.1 钨丝白炽灯88

3.3.2 卤钨灯89

3.3.3 黑体辐射器90

3.4 气体放电光源90

3.4.1 气体放电光源的基本结构、放电原理及特点90

3.4.2 气体放电光源分类91

3.5 固体发光光源94

3.5.1 场致发光光源94

3.5.2 发光二极管95

3.6 激光器102

3.6.1 激光产生的机理103

3.6.2 常用激光器简介106

3.6.3 激光的特性和激光参量测试117

第4章 常用显示器件及其扩展应用120

4.1 电视基础知识120

4.1.1 电子扫描120

4.1.2 模拟黑白全电视信号124

4.1.3 模拟彩色电视信号127

4.1.4 数字视频——数字电视技术128

4.2 CRT显示129

4.2.1 CRT显示器的基本结构和工作原理129

4.2.2 CRT显示器的特点与应用131

4.3 液晶显示131

4.3.1 液晶的基本知识132

4.3.2 液晶的基本性质134

4.3.3 液晶的光学基础137

4.3.4 常用液晶显示器件及特点144

4.3.5 液晶光阀150

4.4 PDP等离子体显示153

4.4.1 等离子体显示工作原理153

4.4.2 等离子体显示的特点与应用153

4.5 有机电致发光显示154

4.5.1 OLED器件结构与工作原理154

4.5.2 OLED的驱动方式156

4.5.3 OLED的特点和应用158

4.6 基于DMD的投影显示160

4.6.1 投影显示的基本知识160

4.6.2 基于DMD的投影显示161

4.7 应用实例163

4.7.1 基于液晶的激光光强控制系统163

4.7.2 基于液晶的激光偏振调制技术167

4.7.3 基于液晶的激光偏振测量系统168

4.7.4 基于DMD的红外视景生成器170

第5章 光电探测器件173

5.1 光电效应理论173

5.1.1 光电导效应173

5.1.2 光生伏特效应174

5.1.3 外光电效应175

5.1.4 热释电效应176

5.2 光电探测器件基本特性176

5.2.1 积分灵敏度R176

5.2.2 光谱灵敏度Rλ177

5.2.3 频率灵敏度Rf177

5.2.4 暗电流178

5.3 各种光电探测器件178

5.3.1 光电倍增管178

5.3.2 光电导管（光敏电阻）183

5.3.3 光电池和光电二极管187

5.3.4 特种光电二极管198

5.3.5 光电三极管204

5.3.6 热释电探测器206

5.3.7 电荷耦合器（CCD）206

5.3.8 光电耦合器215

5.3.9 光栅218

5.3.10 光电编码器222

5.3.11 光纤陀螺226

第6章 光电图像信息处理229

6.1 图像成像系统镜头229

6.1.1 成像系统镜头的基本构成229

6.1.2 成像系统镜头的主要参数230

6.1.3 成像系统镜头的相关技术233

6.1.4 成像系统镜头的分类234

6.1.5 成像系统镜头的选择235

6.2 图像传感器芯片的主要参数235

6.3 工业相机的分类236

6.4 相机的主要参数238

6.5 视频采集卡240

6.5.1 视频采集卡的原理240

6.5.2 视频采集卡的分类241

6.5.3 怎样选择视频采集卡241

6.6 数字图像处理基础理论243

6.6.1 图像的获取及数字化243

6.6.2 图像基本操作244

6.6.3 图像质量的评价方法245

6.7 典型应用实例247

6.7.1 流感疫苗血凝素含量检测系统247

6.7.2 激光光束质量诊断系统250

6.7.3 高炮零飞指标测试系统255

6.7.4 光电图像可视化仿真260

第7章 光电信息处理技术的典型应用实例267

7.1 光功率计267

7.2 光能量计270

7.3 闪光强度测试273

7.4 非等间隔相机同步抓拍技术276

7.5 基于PSD的飞轮齿圈形位误差非接触检测系统281

7.5.1 半导体激光光三角测量法281

7.5.2 系统总体技术方案282

7.6 X-Y精密工作台电控系统286

7.6.1 位移测量原理和点位控制原理286

7.6.2 系统总体技术方案288

7.7 空间激光通信ATP分系统294

7.7.1 应用背景294

7.7.2 ATP分系统总体技术方案294

7.8 激光烟雾衰减测试系统299

7.8.1 应用背景299

7.8.2 系统工作原理300

7.8.3 系统总体技术方案301

7.8.4 红外烟雾衰减测试试验303

第8章 光电检测与信息处理实验305

8.1 光电检测与信息处理实验箱概述305

8.2 光变频率实验307

8.3 光电式直流电机转速测量实验308

8.4 热释电红外报警实验311

8.5 线阵CCD测量物体外形尺寸实验313

8.6 各类光电器件特性测试实验317

参考文献319