光电检测技术(高职高专电子制造类专业规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吴文明 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040309782

商品编码：29692233119

包装：平装

出版时间：2010-12-01

基本信息

书名:光电检测技术(高职高专电子制造类专业规划教材)

定价：14.00元

售价：9.5元,便宜4.5元,折扣67

作者:吴文明

出版社：高等教育出版社

出版日期：2010-12-01

ISBN：9787040309782

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.922kg

编辑推荐

吴文明主编的《光电检测技术》是高职高专电子制造类专业规划教材。教材系统介绍了光电检测技术的基本概念，各类光电器件的工作原理、特性和典型应用等。全书共分6章，主要内容包括：光的度量、发光器件、光电导探测器的应用、结型光电探测器的应用、光电倍增管的应用及光电成像器件的应用。为了帮助学生和教师掌握知识点，每章都编写了习题。

内容提要

吴文明主编的《光电检测技术》系统介绍了光电检测技术的基本概念，各类光电器件的工作原理、特性和典型应用等。主要内容包括：光的度量、发光器件、光电导探测器的应用、结型光电探测器的应用、光电倍增管的应用及光电成像器件的应用。《光电检测技术》包含较多的光电检测技术应用项目，可以用于项目制教学。《光电检测技术》将理论与实践相融合，既系统阐述了光电检测技术的基本概念和基本知识，又加强了其实践应用的描述和分析。《光电检测技术》可作为高职高专院校、成人高校、民办高校及本科院校举办的二级职业技术学院光电子专业、检测技术及应用等相关专业的教学用书，并可作为社会从业人士的业务参考书及培训用书。

目录

章 光的度量 1.1 辐射度量 1.2 光度的基本物理量 1.3 光度量基本定律 1.4 照度计与亮度计 1.4.1 照度计 1.4.2 亮度计 习题第2章 发光器件 2.1 发光二极管 2.1.1 发光二极管的发光机理 2.1.2 发光二极管的结构与分类 2.1.3 发光二极管的特性 2.1.4 白光LED 2.1.5 发光二极管的简单检测 2.1.6 发光二极管的应用 2.2 激光器 2.2.1 激光工作原理 2.2.2 激光器的结构 2.2.3 激光的特性 2.2.4 激光的应用 习题第3章 光电导探测器的应用 3.1 光电导探测器的工作原理 3.2 光敏电阻的结构及分类 3.2.1 光敏电阻的结构 3.2.2 光敏电阻的分类 3.3 光敏电阻的特性 3.3.1 光敏电阻特性的测试电路 3.3.2 光敏电阻的光电特性 3.3.3 光敏电阻的光谱特性 3.3.4 光敏电阻的频率特性 3.3.5 光敏电阻的伏安特性 3.3.6 光敏电阻的前历效应 3.4 光敏电阻的应用 3.4.1 光敏电阻应用的注意事项 3.4.2 光敏电阻应用实例 习题第4章 结型光电探测器的应用 4.1 结型半导体光伏效应 4.1.1 半导体PN结 4.1.2 光照下的半导体PN结——光伏效应 4.2 光电池 4.2.1 光电池的结构与原理 4.2.2 光电池的特性 4.2.3 光电池在太阳能利用中的应用 4.2.4 光电池在光电检测中的应用 4.3 光电二极管 4.3.1 光电二极管的结构与原理 4.3.2 光电二极管的特性 4.3.3 光电二极管的简易检测 4.3.4 光电二极管在光电检测与控制中的应用 4.4 光电三极管 4.4.1 光电三极管的结构与工作原理 4.4.2 光电三极管的特性 4.4.3 光电三极管的简易检测 4.4.4 光电三极管的应用 4.5 光电开关与光电耦合器 4.5.1 光电开关 4.5.2 光电耦合器 4.6 光电位置探测器 4.6.1 象限探测器 4.6.2 PSD位置探测器 习题第5章 光电倍增管的应用 5.1 光电倍增管的工作原理 5.1.1 光电发射效应 5.1.2 光电倍增管的工作原理 5.1.3 光电信增管的组成 5.2 光电倍增管的主要参量与特性 5.3 光电倍增管的应用 5.3.1 光电倍增管供电电路 5.3.2 光电倍增管供电电路的高压稳压源 5.3.3 光电倍增管信号的放大 5.3.4 光电倍增管使用注意事项 5.3.5 光电倍增管的应用实例 习题第6章 光电成像器件的应用 6.1 CCD图像传感器 6.1.1 CCD的结构与工作原理 6.1.2 CCD的特性 6.1.3 CCD图像传感器的类型及形式 6.1.4 CCD图像传感器的应用 6.2 CMOS图像传感器 6.3 变像管与像增强管 6.3.1 变像管 6.3.2 图像增强管 习题参考文献

作者介绍

文摘

序言

光电检测技术（高职高专电子制造类专业规划教材） 内容简介 本书作为一本面向高职高专电子制造类专业学生的规划教材，旨在系统、深入地阐述光电检测技术的原理、方法、应用与实践。教材内容紧密结合当前电子制造行业的实际需求，注重理论与实践的结合，力求培养学生扎实的专业基础、精湛的操作技能以及良好的创新意识。 第一章 引言 本章将为读者建立起光电检测技术的基本认知框架。首先，我们将探讨光电检测技术的概念、发展历程及其在现代工业，特别是电子制造领域中的重要地位和广泛应用。通过对传感器技术、信息采集与处理、自动化控制等相关领域的简要介绍，让读者理解光电检测技术是如何与这些关键技术相互融合，共同推动产业进步的。其次，本章将明确本书的编写目标、适用对象以及学习方法，为后续内容的学习奠定基础。最后，将概述光电检测技术在电子制造流程中的典型应用场景，例如产品外观检测、尺寸测量、缺陷识别、装配定位等，激发读者的学习兴趣，使其对本书的学习内容有一个初步的认识和整体的把握。 第二章 光的基本性质与光学基础 要掌握光电检测技术，必须先理解光的本质。本章将从物理学的角度出发，详细介绍光的波动性与粒子性，包括光的干涉、衍化、衍射等现象，这些光学原理是许多光电检测器件工作的基础。同时，我们将深入讲解光的传播规律，如反射、折射、全反射等，并结合生活中的实例，如透镜成像、棱镜分光等，加深读者对这些基本概念的理解。此外，本章还会触及光的吸收、发射与散射等特性，为后续介绍不同类型的光电器件及其工作原理打下铺垫。对于涉及到的相关公式和定理，将通过清晰的推导和图示加以说明，确保读者能够掌握其物理意义和应用方法。 第三章 光源与光电探测器 本章是光电检测技术的核心组成部分。我们将详细介绍各类常用的光源，包括白炽灯、荧光灯、卤素灯、LED（发光二极管）以及激光器等。针对每种光源，将深入分析其发光原理、光谱特性、光强分布、稳定性以及在光电检测中的适用性。重点将放在LED和激光器，介绍它们的结构、工作特点、调制方式以及在精密测量和成像中的优势。 随后，本章将系统介绍各种光电探测器的基本原理、结构特点、性能参数以及典型应用。这包括： 光电导效应探测器： 如硫化镉（CdS）、硒化锌（ZnSe）等光敏电阻，介绍其对光的响应机制、灵敏度、响应速度以及在光照度检测、光开关等领域的应用。 光生伏特效应探测器： 如光电池、太阳能电池，讲解其在光能转换以及作为独立供电的光电传感器的应用。 光电倍增管（PMT）： 详细阐述其内部电子倍增机制，分析其超高的灵敏度和宽广的动态范围，以及在微弱光信号检测、核辐射探测等方面的应用。 光电二极管（PD）和光电三极管： 重点介绍其PN结或PIN结结构，不同偏置方式下的工作模式（光电导模式和光伏模式），以及它们在光通信、遥控、光信号检测等领域的广泛应用。 CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器： 深入解析其成像原理、像素结构、信号读出方式，并分析其在数字成像、机器视觉检测中的关键作用，对比两种技术的优劣势。 本章的讲解将贯穿大量的原理图、结构示意图和性能曲线图，并提供实际选型时需要考虑的关键参数及其影响因素，帮助学生理解各种探测器的性能差异和适用场景。 第四章 光电信号的调理与处理 光电探测器输出的原始信号往往是微弱的、带有噪声的，或者不符合后续处理的要求。因此，光电信号的调理与处理是实现有效光电检测的关键环节。本章将系统介绍信号调理电路的设计与实现，包括： 放大电路： 针对不同信号强度，讲解精密放大电路的设计，如跨阻放大器（TIA）用于光电二极管，仪表放大器用于小信号测量等。重点关注放大器的带宽、噪声、线性度等性能指标。 滤波电路： 介绍不同类型的滤波器（低通、高通、带通、带阻）及其在去除噪声、提取有用信号方面的作用。讲解有源滤波和无源滤波的设计方法，以及滤波器截止频率、阻尼系数等参数的选择。 信号转换电路： 包括电压-电流转换、电流-电压转换、模拟-数字转换（ADC）等。详细介绍ADC的原理、分辨率、采样率等关键参数，以及不同类型的ADC（如逐次逼近型、Σ-Δ型）的特点和应用。 基准电压与偏置电路： 讲解稳定可靠的基准电压源在信号调理中的重要性，以及如何设计合适的偏置电路以确保探测器工作在线性区域。 锁相放大器（Lock-in Amplifier）： 详细阐述其在检测微弱交流信号、抑制随机噪声方面的原理和应用，这对于在强噪声环境下进行精密测量尤为重要。 本章将结合实际的电路图和仿真分析，让学生掌握信号调理的基本设计思路和常用技巧。 第五章 光电检测的基本原理与方法 本章将聚焦于光电检测技术在实际应用中的几种核心原理和测量方法。 光强度检测： 介绍利用光电探测器测量光强的基本方法，包括直接测量和相对测量。讲解影响光强测量的因素，如光源稳定性、探测器响应一致性、几何因素等。 光信号的调制与解调： 阐述如何通过调制技术（如幅度调制、频率调制）提高光信号的信噪比，以及相应的解调方法。 光电测距原理： 详细介绍基于时间飞行（Time-of-Flight, TOF）、相位差、三角测量等原理的光电测距技术。例如，介绍激光测距仪的工作原理。 光电测速原理： 讲解如何利用多普勒效应（如激光多普勒测速）或间接测量位移与时间关系来测定速度。 光电角度测量原理： 介绍通过编码盘、角度编码器等实现角度测量的技术。 光电成像与识别原理： 结合CCD/CMOS传感器，介绍图像采集、预处理（如灰度化、二值化、噪声抑制），以及基本的图像识别技术，如边缘检测、特征提取、模板匹配等，为后续的机器视觉应用打下基础。 本章将通过大量的图示和实例，清晰地展示不同检测原理的物理模型和数学描述，帮助学生理解其应用场景。 第六章 光电检测在电子制造中的应用（一）：外观与尺寸检测 本章将聚焦于光电检测技术在电子制造领域最常见的两大应用：外观检测和尺寸测量。 外观检测： 表面缺陷检测： 介绍如何利用不同照明方式（如透射光、反射光、暗场、明场、同轴光）来突出表面缺陷，如划痕、污点、气泡、缩孔、擦伤等。讲解如何结合图像处理算法（如阈值分割、形态学处理、边缘检测）来自动识别和量化这些缺陷。 颜色与色差检测： 介绍如何使用彩色CCD/CMOS相机，结合色彩空间转换（如RGB、HSV）和色差计算公式（如ΔE），实现产品的颜色一致性检测。 字符与标识检测： 讲解如何利用OCR（光学字符识别）技术，自动识别产品上的序列号、批号、日期代码等信息，确保追溯性。 图案与布局检测： 介绍如何通过模板匹配、特征点匹配等方法，验证印刷电路板（PCB）上的焊盘、走线、元件标记等是否正确。 尺寸测量： 轮廓测量： 介绍如何利用线阵CCD或图像传感器，配合激光线扫描或暗场成像，精确测量产品的轮廓尺寸，如直径、长度、宽度、高度等。 三维轮廓测量： 讲解结构光、激光三角测量等技术，如何获取产品的三维点云数据，进而进行复杂的尺寸和形貌分析。 间隙与壁厚测量： 介绍通过透射光或特殊照明方式，测量产品内部结构或连接处的间隙或壁厚。 表面形貌分析： 结合显微成像技术，分析产品的表面粗糙度、微小特征尺寸等。 本章将结合具体的电子制造产品（如PCB、元器件、连接器、显示面板等），提供详细的应用案例分析，展示光电检测技术如何提高生产效率、提升产品质量。 第七章 光电检测在电子制造中的应用（二）：装配、定位与特殊检测 本章将继续深入探讨光电检测技术在电子制造中的其他重要应用，包括装配、定位以及一些特殊领域的检测。 装配与定位： PCB贴装引导： 详细介绍机器视觉系统如何识别PCB板上的基准点（fiducial marks），引导贴片机（SMT）精确放置元器件。 元器件焊接检测： 讲解利用相机进行焊点外观检测，判断焊点形状、大小、锡量是否合格，以及是否存在虚焊、桥接等缺陷。 连接器对准与插接检测： 介绍如何利用视觉引导，实现连接器的精确对准和插入过程的监控。 机器人视觉引导： 讲解机器视觉系统如何为工业机器人提供实时的环境感知信息，实现抓取、搬运、装配等任务的精确引导。 特殊检测： 光学显微镜与工业内窥镜： 介绍这些工具在检查PCB内部连接、微小元器件、产品内部结构等方面的作用。 X射线成像技术： 简要介绍X射线在检测元器件内部封装、焊接质量、内部结构等方面的应用，并与其他光电检测技术进行对比。 红外热成像检测： 讲解红外相机如何检测电子设备的工作温度分布，用于发现过热点、散热不良等问题。 光谱分析技术： 简要介绍利用光谱仪进行材料成分分析、染料检测、表面涂层检测等。 本章将通过大量的实际工作场景模拟和案例分析，让学生深刻理解光电检测技术在保障自动化生产线高效、准确运行中的关键作用。 第八章 光电检测系统的设计与实现 本章将引导学生掌握设计和实现一个完整的光电检测系统的基本流程和关键考虑因素。 需求分析与方案设计： 讲解如何根据具体的检测任务，明确检测目标、精度要求、检测速度、环境条件等，并初步选择合适的光源、探测器、光学元件和处理算法。 光学系统设计： 涉及镜头选择（焦距、光圈、视场角）、照明方式设计、滤光片选择、像面设计等。 硬件选型与集成： 包括选择合适的相机、光源控制器、信号调理模块、数据采集卡、嵌入式系统或工控机等，以及各模块之间的接口与连接。 软件开发与算法实现： 介绍常用的图像处理库（如OpenCV）、机器视觉平台（如Halcon、Cognex VisionPro），以及如何根据检测需求编写控制程序和开发定制化的视觉算法。 系统标定与优化： 讲解相机标定、镜头畸变校正、测量基准建立等过程，以及如何通过参数调整和算法优化来提高系统的稳定性和测量精度。 系统集成与调试： 介绍实际的系统搭建、连接、参数配置和功能调试过程。 系统维护与升级： 强调日常维护、故障排除以及根据技术发展进行系统升级的重要性。 本章将以一个或多个典型的光电检测项目为例，贯穿整个设计实现过程，帮助学生建立起从理论到实践的完整认知。 第九章 电子制造中的前沿光电检测技术 本章将目光投向光电检测技术在电子制造领域的最新发展和前沿应用，激发学生的学习和创新兴趣。 高精度三维扫描技术： 介绍更高精度的激光扫描、结构光扫描、以及多相机融合技术在复杂曲面检测、精密零部件制造质量控制等方面的应用。 AI与深度学习在机器视觉中的应用： 详细阐述如何利用深度学习算法（如CNN）进行更强大、更鲁棒的缺陷检测、目标识别和场景理解，克服传统图像处理方法的局限性。 多模态融合检测： 介绍如何将视觉信息与其他传感信息（如光谱、热成像、超声等）进行融合，实现更全面、更准确的检测。 高速与实时检测技术： 探讨如何提高检测速度以满足现代高速生产线的需求，例如使用高速相机、GPU加速的图像处理等。 非接触式测量与在线检测： 强调非接触式测量在保护产品表面、提高检测效率方面的优势，以及如何实现生产过程中的实时在线检测。 微纳尺寸检测： 介绍用于检测微细线宽、微小间隙、纳米级表面形貌的光学技术。 本章将通过介绍最新的研究成果和行业应用案例，让学生了解光电检测技术的未来发展方向，鼓励他们积极探索和创新。 第十章 实践与实训指导 本章是本书的实践导向部分，旨在为学生提供动手操作的指导和训练。 常用光电检测设备的认识与操作： 介绍各种常用设备（如CCD相机、LED光源、激光器、光电传感器、激光测距仪、工业内窥镜等）的结构、工作原理、基本操作方法和安全注意事项。 典型光电检测实验项目： 设计一系列与电子制造相关的实验项目，例如： LED光源特性测量实验 光电二极管光电流测量实验 利用CCD相机进行PCB定位和元器件识别实验 利用激光三角测量进行简单工件尺寸测量实验 表面缺陷检测系统模拟实验 实训平台搭建与使用： 提供搭建和使用简易光电检测实训平台的指导，包括硬件连接、软件配置和基础编程。 项目案例分析与模拟： 选取几个典型的电子制造光电检测项目，带领学生进行分析、设计、实现和调试的全过程模拟。 故障排除与维护指导： 针对实训过程中可能出现的常见问题，提供排查思路和解决方法。 本章的实验和实训项目将围绕电子制造的具体工艺流程展开，强调学生动手能力和解决实际问题的能力的培养。 结论 通过学习本书，学生将能够系统掌握光电检测技术的基本原理、核心器件、常用方法以及在电子制造领域的具体应用。本书力求通过理论讲解、案例分析和实践操作相结合的方式，帮助学生建立扎实的专业知识体系，熟练掌握相关技能，为将来从事电子制造相关的技术岗位打下坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

整体来看，这本教材的知识密度非常高，几乎没有一句是废话，每个段落都在传递核心信息，这对于希望高效吸收知识的学习者来说，是极大的优点。我感觉它更像是一套完整的、系统的知识框架的搭建工具，而不是一本书籍。它强迫你进行主动学习和思考，因为它不会过多地提供“为什么是这样”的背景故事，而是直接给出“如何实现”和“其数学模型”的解释。这对于培养独立解决问题的能力非常有利，但同时也对读者的预备知识水平提出了不低的要求。我必须承认，在很多关于电信号处理和噪声抑制的章节中，我不得不频繁地查阅其他电路原理的参考资料来补充背景知识，这本书假定读者已经具备了扎实的电子技术基础，这让它在“高职高专”这个定位上，显得稍微偏向了理论深度挖掘，而不是面向所有基础薄弱者的渐进式引导。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的一个非常强烈的印象是它对“标准”和“规范”的强调。在涉及测量精度、误差分析以及系统集成这些章节时，作者反复引用了行业内的标准和规范，这体现了教材编写者严谨的职业态度。它不是简单地教你怎么搭建一个光电系统，而是教你如何搭建一个“符合行业标准、可溯源、可靠”的光电系统。比如，在描述光功率计的校准流程时，每一个步骤的参数设定、环境要求，都写得像一份SOP（标准操作程序）。这对于我们这些未来要进入工业生产和质量控制环节的学生来说，无疑是极其宝贵的财富，因为它提前灌输了质量意识。不过，也正因为这种高度的规范性，使得某些章节的语言显得略微生硬和枯燥，少了一些启发性的讨论和对前沿技术趋势的展望，更侧重于“当下成熟的技术体系”的构建。

评分☆☆☆☆☆

这本厚厚的书拿在手里，沉甸甸的，光是封面上的“光电检测技术”几个字，就透着一股严谨和专业的气息。我翻开扉页，目录部分就让我感到了一丝丝的挑战，那些名词术语，比如“光电效应”、“半导体光敏元件”、“光路设计与优化”，每一个都像是要深入探究一番的知识点。我本来对电子制造这个领域抱有一点模糊的兴趣，但真正接触到这些具体的专业教材时，才发现里面的学问远比想象中要深奥得多。我特别留意了关于传感器原理的部分，里面图文并茂地展示了各种光敏电阻、光电二极管的工作机制，线条图清晰明了，但是要把这些抽象的物理过程在脑海里构建起来，还是需要反复琢磨的。我感觉这更像是一本工程师的手册，而不是给初学者准备的入门读物，它似乎更侧重于让已经有一定基础的人，能够快速将理论知识与实际应用联系起来，每一个公式推导和案例分析都显得很扎实，让人不敢有丝毫的懈怠。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是在一个比较紧张的时间节点接触到这本书的，希望能快速掌握一些实用的光电检测技能以便应对即将到来的实训项目。遗憾的是，这本书的叙事节奏似乎并不太适应这种“速成”的需求。它的行文风格非常学术化，每一个概念的引入都遵循着严密的逻辑链条，前因后果交代得非常清楚，但这也导致了阅读过程需要极高的专注度。我尝试从中间的某个章节直接切入，比如关于“图像传感器技术”的部分，结果发现后面那些关于信号处理和数据采集的内容，完全是建立在前面对光学基础和器件特性的深刻理解之上的。这本书仿佛在说：“别想走捷径，基础不牢，地动山摇。”它更像是一位循循善诱但要求极高的老师，对那些希望建立扎实理论框架的学习者来说，它无疑是珍贵的宝藏，但对于我这种急于上手的实践派来说，消化起来的阻力感还是挺大的，需要时间去适应这种由浅入深的深度挖掘模式。

评分☆☆☆☆☆

我个人对教材的排版和图示质量有比较高的要求，毕竟涉及到光电这种需要直观理解的学科。这本书的内页设计总的来说是比较工整的，字体选择也偏向于清晰易读的宋体或仿宋体，这对于长时间阅读来说是个加分项。但是，在某些涉及到复杂的光路结构和器件内部结构剖析的插图中，我发现有些细节的处理稍显粗糙，特别是那些需要三维空间想象的示意图，如果能使用更现代的渲染技术或者提供更多不同角度的视图，我想对于理解光的传播路径和反射折射规律会有极大的帮助。例如，在讲解棱镜分光原理时，我得反复对照文字描述，才能勉强在脑海中勾勒出完整的几何光学模型，如果配图能再“给力”一点，那阅读体验绝对会更上一层楼，毕竟技术教材，直观性真的很关键。