光电检测技术及系统(第2版)

本书系统全面地介绍了光电检测技术的基本概念、各种光电检测器件的工作原理及其特性和典型应用。 本书注重理论与实际相结合，一方面注重光电检测技术的基本概念和基本原理的讲述，另一方面着重介绍光电检测技术的应用成果。本书既可作为高等院校的信息工程、光电子科学与技术、测控技术与仪器、机械电子工程、生物医学工程、光机电一体化等专业的本科生及研究生教学用书，也可作为相关专业的科研人员和工程技术人员的参考用书。

第1章绪论
1.1光的应用
1.2光电检测系统概述
1.3光电检测方法的选择
第2章光电检测基础知识
2.1辐射度学与光度学的基础知识
2.1.1辐射度学基本物理量
2.1.2光度学基本物理量
2.2黑体辐射理论
2.2.1基尔霍夫定律
2.2.2黑体辐射的热动力学特性
2.3半导体基础知识
2.3.1基本概念
2.3.2半导体对光的吸收
2.3.3半导体的吸收光谱
2.3.4半导体的电导率
2.3.5载流子的扩散与漂移
2.4光电探测器的原理及特性
2.4.1光电效应
2.4.2光电探测器的种类
2.4.3光电探测器的性能参数
2.4.4光电探测器的噪声
第3章常用光辐射源
3.1光源的特性参数
3.2热光源
3.3气体放电光源
3.4激光器
3.5LED光源
第4章内光电效应探测器
4.1光敏电阻
4.1.1光电导效应的增益、弛豫与光敏电阻的结构
4.1.2典型光敏电阻
4.1.3光敏电阻的基本特性
4.1.4光敏电阻的偏置电路
4.1.5光敏电阻的应用
4.2光伏探测器
4.2.1光伏探测器的等效电路
4.2.2光电池
4.2.3光电二极管
4.2.4雪崩光电二极管
4.2.5光电三极管
4.2.6位置探测探测器
4.2.7半导体色敏器件
4.2.8光伏探测器的偏置与输出电路
第5章外光电效应探测器
5.1光电管
5.2光电倍增管(PMT)
5.2.1PMT、的基本结构与工作原理
5.2.2微通道板PMT
5.2.3位置探测型PMT
5.2.4PMT性能参数与特性
5.2.5PMT供电电路设计
5.2.6光电倍增管的输出电路
5.3光电倍增管的应用
5.3.1光子计数器
5.3.2射线的探测：在医学成像中的应用
第6章红外热探测器
6.1红外热探测器的基本原理
6.1.1热探测器的温升模型
6.1.2热探测器的最小可探测功率
6.2热电阻
6.3热电偶
6.3.1工作原理
6.3.2热电偶冷端温度误差及其补偿
6.3.3热电偶的特性
6.3.4热电偶的应用
6.4热释电探测器
6.3.1热释电效应
6.3.2热释电材料的特性参数
6.3.3热释电探测器的工作原理
6.3.4热释电器件的性能
6.3.5常见热释电探测器的种类
6.3.6热释电探测器的结构
第7章光电信号的调制与扫描
7.1光电信号调制原理
7.1.1光电信号调制基本概念
7.1.2光电信号调制的分类
7.2直接调制
7.3强度调制
7.3.1旋转光闸
7.3.2光控调制器
7.3.3光束方向调制
7.3.4强度调制光电检测系统设计
7.4相位调制
7.4.1电光相位调制
7.4.2典型光学干涉仪
7.5偏振调制
7.5.1磁光体调制器
7.5.2磁光波导调制器
7.6波长调制
7.6.1光学多普勒频移
7.6.2激光感生荧光测温
7.7衍射型光电检测系统
7.7.1衍射型光电检测系统原理及特点
7.7.2典型衍射测量方法
7.7.3测量分辨率、测量精度与测量范围
7.8光束扫描技术
7.8.1机械扫描
7.8.2电光扫描
7.8.3声光扫描
第8章光电检测电路与信号处理
8.1光电检测电路的设计要求
8.2光电检测电路的动态计算
8.2.1光电输入电路的动态计算
8.2.2光电检测电路的频率特性
8.3光电检测电路的噪声抑制
8.3.1放大器的噪声
8.3.2低噪声前置放大器的设计
8.3.3光电检测电路的噪声估算
8.4微弱光信号的检测与处理
8.4.1相关检测
8.4.2锁定放大器
8.4.3取样积分器
第9章光电直接检测技术与系统
9.1光电直接检测系统的基本工作原理
9.2光电直接检测系统的特性参数
9.2.1直接检测系统的灵敏度
9.2.2直接检测系统的视场角
9.2.3直接检测系统的通频带宽度
9.3直接检测系统的距离方程
9.3.1被动检测系统的距离方程
9.3.2主动检测系统的距离方程
9.4常用的直接检测方法
9.4.1直接作用法
9.4.2差动作用法
9.4.3补偿测量法
9.4.4脉冲测量法
9.5典型光电直接检测系统
9.5.1补偿式轴径检测系统
9.5.2采用比较法检测透明薄膜厚度的装置
9.5.3照度计
9.5.4亮度计
9.5.5奠尔条纹测长系统
9.5.6相位法和时间法测距
9.5.7光学目标定位
第10章光外差检测技术与系统
10.1光外差检测原理
10.1.1光外差检测的基本物理过程
10.1.2零差检测
10.2光外差检测特性
10.2.1多参数信息获取能力
10.2.2微弱信号检测能力
10.2.3滤波性能和信噪比
10.2.4最小可检测功率
10.2.5影响光外差检测灵敏度的因素
10.3光外差检测使用的光源
10.3.1基于塞曼效应的氦氖激光器
10.3.2双纵模氦氖激光器
10.3.3声光调制器频移
10.3.4光学机械频移
10.4典型光外差检测系统
10.4.1单频光外差干涉测长系统
10.4.2双频光外差干涉测长系统
10.4.3双频光外差干涉测角系统
10.4.4光波面外差系统
10.4.5光纤陀螺测角系统
10.4.6多普勒测速系统
10.4.7相干光通信
10.4.8全息外差系统
第11章图像检测技术与系统
11.1CCD与CMOS的基本原理
11.1.1CCD的基本原理
11.1.2CCD的特性
11.1.3CMOS图像传感器的基本原理
11.1.4CMOS图像传感器与CCD图像传感器的比较
11.2ICCD／EMCCD／sCMOS
11.2.1ICCD
11.2.2EMCD
11.2.3sCMOS
11.3自扫描光电二级管阵列
11.3.1电荷存贮工作原理
11.3.2SSPD线阵列
11.3.3SSPD面阵
11.3.4SSFD的主要特性参数
11.3.5SSFD器件的信号读出放大器
11.4变像管和像增强器
11.4.1像管结构和工作原理
11.4.2像管的主要特性参量
11.4.3常用变像管
11.4.4常用像增强器
11.5图像传感器的典型应用
11.5.1测量小孔或细丝直径
11.5.2线阵CCD的一维尺寸测量
11.5.3高精度二维位置测量系统
11.5.4文字和图像识别
11.5.5平板位置的检测
第12章光谱检测技术与系统
12.1基于色散分光的光谱检测技术
12.1.1色散分光光谱技术原理
12.1.2色散分光光谱技术应用
12.2基于相干检测的光谱检测技术(傅里叶光谱技术)
12.2.1傅里叶光谱技术原理
12.2.2傅里叶光谱技术应用
12.3激光拉曼光谱检测技术
12.3.1激光拉曼光谱
12.3.2几种激光拉曼光谱技术
参考文献