光電檢測技術及係統（第2版） [Optoelectronic Measurement Technology and System] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉鐵根 編

圖書標籤:

• 光電檢測
• 光電器件
• 傳感器
• 測量技術
• 係統設計
• 光通信
• 圖像處理
• 精密儀器
• 測試技術
• 自動化

齣版社： 天津大學齣版社

ISBN：9787561859032

版次：1

商品編碼：12238834

包裝：平裝

外文名稱：Optoelectronic Measurement Technology and System

開本：16開

齣版時間：2017-08-01

用紙：膠版紙

頁數：367

字數：618000

正文語種：中文

內容簡介

　　利用光學原理進行精密檢測的光學檢測技術與光電變換相結閤構成光電檢測技術。光電檢測技術是對光學量及大量非光學物理量轉換成光學量進行測量的重要手段。
　　《光電檢測技術及係統（第2版）》從光電檢測的角度編寫，主要強調光電檢測方法和係統，如各種光電檢測方法、係統選擇、係統構成、係統實現及係統應用等。
　　《光電檢測技術及係統（第2版）》以應用光學和物理光學為基礎，介紹瞭光電檢測技術與係統的主要知識體係，共分9章。主要內容包括：光電檢測技術與係統的基本概念、發展現狀及常用的檢測方法；光電檢測係統的發光光源和光電接收係統；各類光電檢測領域的基本知識、檢測方法、檢測係統構成及應用。每章後麵均附有本章參考文獻，以便讀者查閱。
　　《光電檢測技術及係統（第2版）》內容新穎、全麵，論述翔實，深入淺齣，理論與實踐相結閤，實用性強，可作為光學工程、光科學與技術、光電子技術、測控技術專業的本科生、研究生的教材，也可供相關專業的科研及工程技術人員在工作中學習和參考。

內頁插圖

目錄

第1章 綜述
1．1 光電檢測的領域與特點
1．1．1 研究領域
1．1．2 技術特點
1．2 光電檢測技術發展現狀
1．3 光電檢測方法
1．4 學習要求

第2章 光電檢測係統的關鍵器件
2．1 光源
2．1．1 概述
2．1．2 非相乾光源
2．1．3 相乾光源
2．1．4 寬帶低相乾光源
2．2 光電接收器件
2．2．1 光電效應
2．2．2 光電接收器件的特性參數
2．2．3 常用光電接收器件
2．3 光電檢測技術工程中的數模轉換和數據采集
2．3．1 模數轉換
2．3．2 數模轉換
2．3．3 數據采集
2．3．4 基於LabVIEW的數據采集
2．4 光電檢測技術工程中的數據處理單元
2．4．1 數據處理簡介
2．4．2 數字信號處理器（DSP）
2．4．3 計算機在光電檢測技術中的應用
2．4．4 可編程邏輯器件

第3章 光電信息檢測技術與係統
3．1 概述
3．1．1 光電信息檢測係統的基本組成
3．1．2 光電信息檢測技術的主要用途
3．1．3 光電信息檢測技術的發展趨勢
3．2 像傳感檢測技術
3．2．1 像傳感檢測技術的基本原理
3．2．2 像傳感檢測技術的應用
3．3 光信息處理檢測技術
3．3．1 概述
3．3．2 光信息處理技術基礎
3．3．3 光信息處理技術應用

第4章 光電圖像檢測技術與係統
4．1 光電圖像檢測係統
4．1．1 光電圖像檢測係統的概述
4．1．2 光電圖像檢測技術的發展
4．1．3 光電圖像檢測係統的分類
4．2 基於PC的光電圖像檢測係統
4．2．1 計算機視覺圖像檢測係統的原理
4．2．2 計算機視覺圖像檢測係統的應用
4．3 嵌入式光電圖像檢測係統
4．3．1 嵌入式圖像檢測技術的原理
4．3．2 嵌入式圖像檢測係統應用實例

第5章 光電乾涉檢測技術與係統
5．1 光乾涉基本理論
5．1．1 光波乾涉基本公式
5．1．2 部分相乾理論
5．2 光電乾涉檢測技術與係統的應用
5．2．1 概述
5．2．2 激光散斑乾涉測量技術工程
5．2．3 低相乾光乾涉技術
5．2．4 乾涉光譜儀
5．2．5 激光偏振乾涉儀
5．2．6 微錶麵形貌檢測技術
5．2．7 激光瞬態乾涉儀

第6章 光電衍射檢測技術與係統
6．1 激光衍射檢測原理
6．2 激光衍射計量技術
6．2．1 激光衍射計量技術基本方案及其分析
6．2．2 激光衍射計量技術具體方法及其分析
6．3 激光衍射檢測係統
6．3．1 概述
……

第7章 光電掃描技術工程
第8章 光縴傳感檢測技術與係統
第9章 光譜檢測技術與係統

前言/序言

　　隨著現代科學技術、工業技術以及信息處理技術的發展，光電檢測技術與係統作為一門研究光與物質相互作用發展起來的新興學科，已經成為現代信息科學的一個極為重要的組成部分。光電檢測技術利用光學原理和光電變換技術進行精密檢測，具有精度高、速度快、非接觸、信息量大、自動化程度高等突齣特點，發展十分迅速，並推動著信息科學技術的發展。其廣泛應用於工業、農業、國防、科教等領域以及傢庭、醫療等社會生活的各個方麵，是研究和應用的熱點。本書是作者在近年來從事光電檢測技術研究的基礎上，吸收瞭國內外同人相關研究成果，根據教學與科研工作的需要，從光電檢測係統的角度編寫而成的。
　　本書首先以光學知識為基礎，係統地講解瞭光電檢測技術與係統的主要知識體係。第1章介紹瞭光電檢測技術與係統的基本概念、發展現狀和常用的檢測方法，使讀者對光電檢測技術與係統有基本的瞭解。第2章介紹瞭光電檢測係統的關鍵器件。第3章主要介紹瞭像傳感技術和光信息處理技術。第4章重點介紹瞭基於PC的圖像檢測係統的原理及應用，基於DSP和FPGA的嵌入式圖像檢測係統。第5章主要介紹瞭光乾涉的基本理論、典型的光乾涉檢測技術與係統及其應用。第6章重點介紹瞭激光衍射檢測技術、激光衍射檢測係統及其應用。第7章介紹瞭光電掃描檢測技術與係統及其應用。第8章詳細介紹瞭光縴傳感檢測理論和典型的光縴傳感檢測係統。第9章主要介紹瞭光譜檢測技術和新型的激光光譜檢測技術及其應用。
　　本書由劉鐵根教授主編，江俊峰教授、鬍浩豐副教授、劉琨副教授、丁振揚、陳信偉、馬春宇、鄭文傑、馮博文、田苗、劉芳超、黃柄菁、陳文傑、周永涵、張偉航、王濤、吳航、潘亮、閆金玲、陳耀飛、姚蘊緻參與瞭編寫。在編寫過程中得到瞭天津大學齣版社的大力幫助，在此錶示衷心感謝。在編寫中我們努力使本書所有的內容都是最新的和實用的，在理論方麵力求簡明易懂，力求緊跟技術發展方嚮，以激發學生的學習興趣，培養學生的實際應用能力。
　　由於編寫的時間倉促以及光電檢測技術的不斷發展，書中難免有不足或者錯誤之處，誠懇希望讀者給予批評和指正，以便提高水平，把更好、更新的內容呈獻給大傢。

光電測量技術與係統（第2版） 內容梗概 《光電測量技術與係統（第2版）》是一部係統介紹光電測量基本原理、關鍵技術、典型係統及其應用領域的專業著作。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角，理解如何利用光與電的相互作用來實現對各種物理量和化學量的精確測量。全書結構清晰，理論與實踐相結閤，既涵蓋瞭光電測量領域的經典理論，也融入瞭最新的發展趨勢和技術成果。 第一部分：光電測量基礎理論 本部分首先從基礎的光學原理齣發，詳細闡述瞭光的傳播、乾涉、衍射、偏振等現象，這些是理解一切光電測量現象的基石。接著，深入探討瞭光與物質相互作用的機理，包括光的吸收、發射、散射以及光電效應等，為後續的光源、探測器及信號處理技術奠定理論基礎。 光學基礎： 介紹光的波動性和粒子性，以及幾何光學和物理光學的主要概念，如摺射、反射、全反射、衍射和乾涉的原理及其在測量中的應用。 光電效應： 詳細講解瞭光電導效應、光伏效應、光電發射效應等，分析瞭不同效應的物理機製、影響因素及其在光電探測器設計中的作用。 材料的光學特性： 探討瞭各種材料（如半導體、金屬、絕緣體）在光作用下的光學響應，包括吸收光譜、透射光譜、反射光譜等，並分析瞭這些特性如何影響光電測量器件的性能。 第二部分：光電測量核心元器件 這一部分聚焦於構成光電測量係統的關鍵器件，對各類光源、光電探測器、光學元件以及信號調理電路進行瞭詳盡的介紹。 光源： 激光器： 詳細介紹瞭激光器的基本原理、不同類型（如氣體激光器、半導體激光器、固體激光器）的特點、性能參數（如波長、功率、光束質量）及其在精密測量中的優勢。 LEDs與發光材料： 闡述瞭發光二極管（LEDs）的工作原理、材料選擇、光譜特性，以及在照明和指示應用中的地位。 傳統光源： 簡要迴顧瞭白熾燈、熒光燈等傳統光源，並分析瞭其在特定光電測量應用中的局限性。 光電探測器： 光電導探測器： 詳細介紹瞭其工作原理、響應時間、靈敏度、量子效率等關鍵參數，以及硫化鎘（CdS）、硒化鎘（CdSe）等常見材料的應用。 光伏探測器： 闡述瞭PN結、PIN結、雪崩光電二極管（APD）等結構的工作機製，分析瞭其響應速度、噪聲等性能，以及矽（Si）、砷化鎵（GaAs）等材料的應用。 光電倍增管（PMT）： 介紹瞭PMT的內部結構、電子倍增原理、極高的靈敏度及其在弱光測量中的重要作用。 紅外探測器： 重點介紹瞭熱釋電紅外探測器、熱電堆紅外探測器、製冷型紅外探測器等，分析瞭其工作機理、光譜響應範圍及其在熱成像、紅外遙感等領域的應用。 光學元件與係統： 透鏡、棱鏡、濾光片： 介紹不同光學元件的功能、設計原則及其在光路設計中的作用，如會聚、分光、濾除特定波長等。 光縴： 闡述瞭光縴的結構、光在其中的傳播機製（全反射）、不同類型光縴（單模、多模）的特點，以及光縴在信號傳輸、傳感測量中的應用。 分束器、反射鏡： 介紹用於改變光路方嚮、分配光強的關鍵光學元件。 信號調理與處理： 前置放大器： 討論瞭低噪聲放大器（LNA）的設計，以有效放大微弱的光電信號。 濾波器： 介紹模擬濾波器（低通、高通、帶通）和數字濾波器，用於抑製噪聲、提取有用信號。 模數轉換器（ADC）： 講解瞭ADC的原理、分辨率、采樣率等參數，以及其在將模擬光電信號轉換為數字信號中的關鍵作用。 數模轉換器（DAC）： 介紹DAC的功能，用於將數字信號轉換為模擬信號，以驅動執行機構或顯示設備。 第三部分：光電測量技術與係統設計 本部分將前兩部分的基礎知識進行整閤，詳細介紹瞭各種具體的光電測量技術和典型係統的設計原理與方法。 測距技術： 時間飛行（ToF）測距： 介紹基於激光脈衝往返時間的測距原理，以及在自動導航、三維掃描等領域的應用。 相位差法測距： 闡述瞭通過測量調製信號的相位差來計算距離的原理，適用於中短距離測量。 三角測量法測距： 講解瞭利用幾何學原理，通過測量光斑與接收器之間的角度來確定距離的方法。 測速技術： 多普勒效應測速： 詳細介紹瞭基於激光或微波的多普勒效應原理，測量運動物體速度的原理，如激光多普勒測速儀（LDV）。 圖像序列分析測速： 探討瞭利用連續的圖像幀分析運動物體的位移來計算速度的方法。 錶麵形貌與三維測量： 結構光掃描： 介紹通過投射結構光圖案並分析其在物體錶麵的變形來重建三維信息的技術。 光乾涉測量： 詳細講解瞭邁剋爾遜乾涉儀、薩奈剋乾涉儀等原理，用於測量微小位移、錶麵粗糙度等。 激光三角測量： 再次強調其在三維掃描中的應用。 光電傳感技術： 光縴傳感器： 介紹基於光縴的各種傳感器，如應變傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等，利用光縴傳輸和感應物理量的變化。 圖像傳感器： 詳細介紹瞭CCD和CMOS圖像傳感器的結構、工作原理、性能參數，及其在成像測量中的核心作用。 光譜分析技術： 介紹利用光譜信息來識彆和量化物質成分的技術，包括分光光度法、熒光光譜法等。 典型光電測量係統： 激光雷達（LiDAR）： 深入介紹LiDAR的工作原理、組成部分、數據處理流程，以及在自動駕駛、環境監測、地形測繪等領域的廣泛應用。 機器視覺係統： 闡述瞭機器視覺在工業自動化、質量檢測、産品識彆等方麵的應用，包括圖像采集、圖像處理、特徵提取和決策製定等環節。 光電顯微係統： 介紹瞭光學顯微鏡、共聚焦顯微鏡、電子顯微鏡等成像技術，用於觀察微觀世界。 光電儀器設計實例： 通過具體的儀器設計案例，展示如何將前述的原理和技術融會貫通，設計齣滿足特定需求的測量設備。 第四部分：光電測量係統的誤差分析與優化 本部分關注光電測量係統的性能提升，從誤差的來源、分析方法到優化策略進行瞭係統性的闡述。 誤差來源分析： 係統誤差： 分析由器件性能、環境因素（溫度、濕度）、安裝調試不當等引起的係統性偏差。 隨機誤差： 探討由電子噪聲、光源不穩定性、探測器隨機響應等引起的隨機波動。 人為誤差： 討論操作不當、讀數錯誤等對測量結果的影響。 誤差傳遞與評定： 介紹如何利用誤差理論，分析各個分量誤差對最終測量結果的影響，並進行測量不確定度的評定。 係統優化與校準： 器件選型與匹配： 強調選擇高性能、低噪聲的光電器件，並進行閤理的匹配。 信號處理算法優化： 介紹濾波、平均、降噪等算法，以提高信噪比。 係統標定與校準： 闡述通過標準件進行係統標定，以消除係統誤差，提高測量精度。 環境補償： 討論如何通過對環境因素進行監測和補償，來減小其對測量結果的影響。 第五部分：光電測量技術的應用前景 本書的最後部分展望瞭光電測量技術在各個領域的廣闊應用前景，以及未來可能的發展方嚮。 工業自動化與智能製造： 在産品質量檢測、機器人導航、生産過程監控等方麵的應用。 醫療健康： 生物醫學成像、體外診斷、無損檢測等。 環境監測與安全： 氣體檢測、水質分析、遙感技術、安防監控等。 科學研究： 粒子物理、天文學、材料科學、生命科學等前沿領域。 新興技術： 如光計算、量子測量、微納光電器件等對光電測量技術提齣的新挑戰與機遇。 《光電測量技術與係統（第2版）》適閤於從事光電技術、儀器儀錶、自動化、電子工程、物理學、材料學等相關專業的本科生、研究生以及工程技術人員閱讀。本書的編寫力求內容嚴謹、圖文並茂、深入淺齣，旨在幫助讀者構建紮實的光電測量理論基礎，掌握先進的光電測量技術，並能夠獨立進行光電測量係統的設計、開發和應用。

評分☆☆☆☆☆

我近期入手瞭一本《光電檢測技術及係統（第2版）》，雖然這本書涵蓋的理論和技術非常廣泛，但我在閱讀過程中，對於其中一些關於先進半導體材料在光電器件中的應用的部分，總覺得信息量略顯不足。例如，書中對新一代寬禁帶半導體材料如氮化鎵（GaN）和碳化矽（SiC）在光電探測器和傳感器方麵的前景分析，雖然提到瞭其在高功率、高溫環境下的優勢，但對於具體的器件結構設計、性能優化策略以及與傳統矽基材料的詳細對比，則沒有進行深入的探討。我希望能看到更多關於這些新型材料的晶體生長技術、摻雜工藝對其光電特性的影響，以及在特定應用場景（如紫外探測、高頻通信）下的實際案例分析。此外，書中對於量子點、鈣鈦礦等納米材料在光電器件中的研究進展介紹也相對簡略，缺乏對量子限域效應、錶麵鈍化技術以及批量製備工藝對器件性能影響的詳細論述。希望在未來的版本中，能夠增加這方麵的深度內容，為讀者提供更全麵、更前沿的知識。

評分☆☆☆☆☆

我最近在學習《光電檢測技術及係統（第2版）》時，對其中關於數字圖像處理在光電檢測中的應用的部分進行瞭深入的鑽研。書中對圖像采集、預處理（如去噪、增強）、特徵提取以及模式識彆等基本概念的介紹非常清晰，為理解如何從光電信號中提取有意義的信息打下瞭良好的基礎。不過，對於一些更具挑戰性的圖像處理問題，例如在低照度、復雜紋理或運動模糊條件下進行高精度目標分割與識彆，以及如何利用深度學習方法來構建更強大的圖像分析模型，書中涉及的內容還有待拓展。我希望能看到更多關於捲積神經網絡（CNN）、循環神經網絡（RNN）等在光電圖像分析中的具體應用案例，以及針對不同類型光電器件（如CCD、CMOS、紅外探測器）的圖像特點，如何設計和優化相應的數字圖像處理算法。同時，對於三維視覺技術，如立體視覺、結構光掃描、以及全息成像等在光電檢測係統中的應用，也期望能有更詳盡的介紹。

評分☆☆☆☆☆

最近翻閱瞭《光電檢測技術及係統（第2版）》，對書中關於光學成像係統設計與像差校正的章節留下瞭深刻印象。書中對光學元件的參數選擇、組閤設計以及成像原理的闡述清晰易懂，為構建各種精密成像係統奠定瞭堅實的基礎。然而，在實際應用中，像差的産生是不可避免的，而書中對於不同類型像差（如球差、色差、像散、彗差、場麯）的詳細分析和校正方法，雖然給齣瞭基礎理論，但對於一些復雜光學係統，如多組元變焦鏡頭或微型投影係統，其像差的耦閤效應和多維度校正策略的討論則略顯不足。我非常期待書中能增加更多關於像差補償在復雜光學設計中的具體案例，例如，如何通過非球麵鏡片、衍射光學元件或主動光學係統來精確校正多重像差。同時，對於像差實時監測和自適應校正技術，也希望能有更深入的介紹，這將極大地提升光學檢測係統的魯棒性和精度，特彆是在動態環境或對分辨率要求極高的應用領域。

評分☆☆☆☆☆

在學習《光電檢測技術及係統（第2版）》的過程中，我對書中介紹的光縴傳感技術及其應用留下瞭深刻的印象。書中對光縴傳感的基本原理、主要類型（如乾涉型、衍射型、吸收型）以及在溫度、壓力、應力等參數測量方麵的應用進行瞭詳細的闡述。然而，隨著現代工業和科研對傳感器性能要求的不斷提高，對於一些新興的光縴傳感技術，例如分布式光縴傳感、光子晶體光縴傳感以及錶麵等離激元光縴傳感等，書中涉及的內容相對有限。我希望書中能更深入地探討這些前沿技術的工作機製、性能優勢以及在特定領域的創新應用，比如在結構健康監測、環境監測、生物醫學診斷等方麵的潛力。此外，對於多參數集成化光縴傳感係統、高靈敏度探測器以及數據處理算法的融閤，也希望能有更詳細的介紹，以幫助讀者更好地理解和掌握光縴傳感技術的最新發展趨勢和應用前景。

評分☆☆☆☆☆

最近研讀瞭《光電檢測技術及係統（第2版）》，書中關於激光技術在測量中的應用的部分引人入勝。對於激光器的分類、工作原理以及在距離測量、速度測量、輪廓測量等方麵的基礎應用，書中都有詳實的介紹。然而，在某些特定場景下，激光測量的挑戰依然嚴峻，例如，在復雜背景下的目標識彆與跟蹤、微小位移的精確測量以及非接觸式三維形貌的實時重建等。書中對於如何優化激光發射和接收策略，如何處理環境噪聲乾擾，以及如何結閤先進的圖像處理和機器學習算法來提升測量精度和魯棒性的探討，可以更加深入。特彆是對於激光雷達（LiDAR）係統在自動駕駛、機器人導航以及環境測繪等領域的最新進展，以及其在高密度點雲數據處理、目標分類與識彆方麵的關鍵技術，希望能有更詳細的闡述。