光电测试技术 第3版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘国栋 著

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• 光学工程
• 传感器
• 精密测量
• 电子工程
• 第三版
• 教材

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111585640

版次：3

商品编码：12349755

品牌：机工出版

出版时间：2018-06-01

《光电测试技术》（第三版） 内容简介 《光电测试技术》（第三版）是一部系统、深入地阐述光电测试方法、技术及应用的高水平专业著作。本书基于前两版的坚实基础，紧跟光电技术发展前沿，对现有内容进行了全面更新和拓展，力求为读者提供最新、最实用、最前沿的光电测试知识体系。本书不仅涵盖了光电测试的基本原理、核心概念，更深入探讨了各类光电器件的测试方法、常用测试仪器的工作原理与应用，以及当前备受关注的新兴光电技术在测试领域的进展。 第一篇 光电测试基础 本篇旨在为读者构建扎实的光电测试理论基础。 第一章 光电测试概述 光电测试的定义与范畴：首先清晰界定什么是光电测试，明确其在科学研究、工程实践、工业生产和质量控制中的核心作用。探讨光电测试对象的多样性，包括光源、光探测器、光调制器、光通信器件、光纤、激光器、LED、OLED、图像传感器、光学元件以及集成了光电功能的系统等。 光电测试的基本原理：深入剖析光电转换过程的物理机制，如光生伏特效应、光电导效应、光电倍增效应、光发射效应等。讲解了光信号与电信号之间的相互转换原理，这是所有光电测试的基础。 光电测试技术的重要性与发展趋势：阐述光电测试在推动科技进步、保障产品质量、实现自动化和智能化生产中的不可替代性。展望未来光电测试技术的发展方向，如高精度、高速度、智能化、集成化、非接触式测量、远程监测以及与大数据、人工智能的深度融合。 光电测试的基本流程与规范：介绍一个标准的光电测试流程，包括测试目的的确定、测试方案的设计、测试设备的选型与校准、测试环境的搭建、数据的采集与处理、结果的分析与评估以及测试报告的编写。强调测试过程中的规范性、准确性和可重复性。 第二章 光的测量基础 光的基本属性与单位：详细介绍光的波粒二象性、光谱特性。系统梳理光的测量中常用的单位，如光强度（坎德拉）、光通量（流明）、照度（勒克斯）、亮度（尼特）、辐射强度（瓦/立体角）、辐射亮度（瓦/（平方米·立体角））、光能（焦耳）、光功率（瓦）、辐照度（瓦/平方米）等，并解释其物理含义及相互关系。 光学参数的定义与测量：深入讲解关键光学参数的定义，如折射率、透射率、反射率、吸收率、消光比、偏振度、光谱带宽、相干长度、衍射效率等。介绍测量这些参数的基本原理和方法，如干涉法、衍射法、吸收光谱法、反射光谱法、偏振测量法等。 光谱测量技术：重点介绍可见光、紫外光、红外光等不同波段的光谱测量技术。详述棱镜分光、光栅分光、干涉光谱仪（傅里叶变换光谱仪、迈克尔逊干涉仪）等原理，以及多通道光谱仪、CCD/CMOS光谱仪的应用。 光度学与辐射度学：区分光度学（人眼感知）和辐射度学（物理能量）的概念，详细介绍其基本量和单位，并讲解两者之间的转换关系。 第三章 光电探测器的工作原理与特性 光电探测器的分类：对光电探测器进行系统分类，包括按工作原理（光生伏特型、光电导型、光电倍增型、热效应型等）、按响应范围（可见光、紫外、红外）、按结构（PN结、PIN、雪崩二极管、光电倍增管、热电偶、热释电探测器等）等。 光电探测器的关键性能参数：详细阐述光电探测器的核心性能参数，如灵敏度、响应速度（上升时间、下降时间、带宽）、量子效率（内量子效率、外量子效率）、探测度（D）、暗电流、噪声等效功率（NEP）、信噪比（SNR）、线性度、光谱响应范围、动态范围等，并解释这些参数的物理意义及其对测试精度的影响。 常见光电探测器的原理与应用： 光电二极管（PD）：介绍PN结、PIN、APD等光电二极管的工作原理、伏安特性、光谱响应特性，以及在光通信、光电传感、测量等领域的典型应用。 光电倍增管（PMT）：阐述光电倍增管的结构、工作原理（光电发射、电子倍增），重点介绍其高灵敏度、快速响应特性，以及在弱光检测、粒子探测、生物成像等领域的应用。 光敏电阻：讲解光敏电阻的工作原理（光电导效应），分析其响应特性，并说明其在光开关、光控电路中的应用。 热探测器：介绍热电偶、热电堆、焦电探测器、红外焦平面阵列等热探测器的基本原理，分析其响应特点，并说明其在红外测量、热成像、遥感等领域的应用。 第四章 光源与光调制技术 常用光源的特性与选择：详细介绍各类常用光源，包括： 白炽灯、荧光灯：及其光谱特性。 LED：介绍LED的发光原理、发光颜色、亮度、光效、寿命等参数，及其在显示、照明、指示等领域的应用。 激光器：介绍激光产生的原理（受激辐射）、激光器的组成（增益介质、谐振腔）、激光器的关键参数（波长、功率、带宽、相干性、方向性、偏振性），重点介绍不同类型的激光器（气体激光器、固体激光器、半导体激光器、光纤激光器）及其在测量、通信、加工、医疗等领域的应用。 非相干光源：如卤素灯、氙灯、氘灯等，及其在光谱分析、照明中的应用。 光源的性能参数测量：讲解如何测量光源的光功率、光通量、照度、光谱分布、色温、显色指数、亮度、发光强度、光强分布等关键参数。 光调制技术：介绍光信号的调制方法，包括： 强度调制：如电光调制、声光调制、机械斩波等，及其在光通信、信号处理中的应用。 相位调制、频率调制、偏振调制：介绍其基本原理和应用场景。 全息调制。 调制信号的产生与检测：探讨如何产生和检测各种调制信号，以及调制信号对光电探测器的要求。 第二篇 光电测试方法与仪器 本篇将深入介绍具体的测试方法、常用仪器设备及其工作原理和应用。 第五章 光功率和光能量测量 光功率计：详细介绍光功率计的组成（光电探测器、放大电路、信号处理与显示单元）、工作原理、量程选择、精度等级、校准方法。重点介绍不同类型的光功率计，如手持式、台式、在线式、高精度光功率计等。 光能量计：介绍光能量计的原理，如何测量脉冲激光等离散光信号的总能量。 光功率与光能量测量中的误差分析与补偿：讨论影响测量精度的因素，如探测器响应非线性、温度漂移、反射损耗、杂散光干扰、光谱响应不匹配等，并提出相应的误差分析和补偿方法。 特定应用中的光功率测量：如光纤通信中的光功率测量、激光功率的测量、LED出光功率的测量等。 第六章 光谱测量仪器与应用 分光光度计：详细介绍可见分光光度计、紫外-可见分光光度计、近红外分光光度计的结构、工作原理（单色器、样品室、探测器）、测量模式（透射、反射、吸光度、透射率、浓度等），及其在化学分析、材料表征、质量控制等领域的广泛应用。 傅里叶变换光谱仪（FTIR）：阐述FTIR的工作原理（干涉原理、傅里叶变换），分析其高分辨率、高灵敏度和快速扫描的优势，以及在红外光谱分析、遥感、材料研究等领域的应用。 光谱辐射计：介绍光谱辐射计的原理，如何测量光源或物体在不同波长下的辐射功率，及其在照明测量、遥感、环境监测中的应用。 光谱测量中的数据处理与解析：介绍光谱数据的预处理（基线校正、平滑、归一化）、峰识别、定量分析、定性分析等常用方法。 第七章 光信号的时域和频域测量 示波器在光电测试中的应用：讲解如何使用示波器观察和测量光电探测器输出的电信号，如脉冲信号的上升/下降时间、宽度、幅度、周期、抖动等。介绍光电探测器与示波器联用的基本电路。 光信号的时域分析：探讨光信号的时间响应特性测量，如光脉冲的展宽、上升时间、下降时间等，以及这些参数如何影响系统性能。 光信号的频谱分析：介绍频谱分析仪在光电信号频率分析中的作用，如测量光调制信号的带宽、谐波失真、噪声频谱等。 误码率测试仪（BERT）：专门介绍BERT在光通信系统中的应用，如何测试数据传输的准确性和可靠性。 时域反射计（TDR）：讲解TDR在光纤故障定位、电缆特性测量中的原理和应用。 第八章 几何光学参数的测量 焦距、焦平面的测量：介绍测量透镜、反射镜焦距和焦平面的各种方法，如自准直法、平行光管法、成像法等。 曲率半径、表面形貌测量：讲解表面轮廓仪、干涉仪（如Zygo干涉仪）等精密测量仪器的工作原理，用于测量光学元件的曲率半径、表面粗糙度、波前畸变等。 角度测量：介绍测角仪、干涉仪在精确测量角度方面的应用。 光学传递函数（OTF）与调制传递函数（MTF）的测量：详细阐述OTF/MTF的定义、物理意义，以及测量OTF/MTF的常用方法，如狭缝法、圆孔法、散斑法等，及其在评价成像系统性能中的重要作用。 第九章 光学干涉与衍射测量技术 干涉基本原理：深入讲解干涉的产生条件、光程差、相位差，以及同调性、相干性等概念。 经典干涉仪：介绍迈克尔逊干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪、杨氏双缝干涉仪等经典干涉仪的结构、工作原理，及其在测量微小位移、折射率、表面形貌等方面的应用。 现代干涉测量技术：如全息干涉、白光干涉、条纹投影等，及其在三维测量、表面检测、应力分析等领域的应用。 衍射基本原理：介绍单缝衍射、双缝衍射、多缝衍射、圆孔衍射的现象和数学描述。 衍射光学元件（DOE）的测试：讲解如何测试DOE的光栅常数、衍射效率、衍射图案等。 第十章 光电成像系统测试 成像系统的基本组成与成像原理：介绍成像系统的组成（如镜头、成像传感器、图像处理单元），以及几何成像、衍射成像等基本原理。 成像系统的关键性能指标：详细阐述分辨率、清晰度、对比度、信噪比、动态范围、畸变、色差、场曲等重要成像指标的定义、测量方法。 图像传感器（CCD/CMOS）的测试：介绍图像传感器的像素结构、读出方式、响应特性、噪声特性（暗电流噪声、读出噪声、光子噪声）、量子效率、满阱电荷、动态范围等参数的测试方法。 成像系统的光学传递函数（OTF）测量：与第八章OTF/MTF测量相结合，重点强调其在成像系统评价中的具体应用。 其他成像系统测试：如热成像、三维成像、夜视成像等系统的特有测试方法。 第三篇 光电测试的应用与发展 本篇将重点介绍光电测试在各个领域的具体应用，并展望其未来发展趋势。 第十一章 光电测试在光通信领域的应用 光纤参数测试：包括光纤的损耗（衰减）、色散（模间色散、色度色散）、带宽、连接器损耗、回波损耗等的测量方法。介绍光时域反射计（OTDR）、色度色散测试仪、光纤损耗测试仪等仪器。 光电器件测试：如激光器/LED的光功率、光谱、调制特性测试；光探测器的灵敏度、响应速度、误码率测试；光开关、光耦合器、光衰减器的插入损耗、回波损耗、隔离度测试。 光网络监测与故障诊断：利用光电测试技术实现对光网络的实时监测、性能评估和故障定位。 第十二章 光电测试在光学制造与检测中的应用 光学元件的制造过程监控：如玻璃熔炼、精密研磨、抛光过程中的表面质量、精度控制。 光学元件的成品检验：包括表面缺陷检测、光学性能（折射率、透射率、反射率）测试、几何尺寸测量、表面形貌测量。 光学系统的装调与测试：如相机镜头、望远镜、显微镜等光学系统的装配精度、成像质量、性能验证。 AR/VR/MR头显光学器件的测试：特别是对于微显示器的分辨率、亮度、色彩、畸变等指标的测试。 第十三章 光电测试在生物医学和环境监测中的应用 生物医学成像：如显微镜、内窥镜、OCT（光学相干层析成像）、荧光成像、PET/CT等系统的性能评估与应用。 生物分子检测：利用光谱分析、荧光检测、表面等离子体共振（SPR）等光电技术进行高灵敏度、特异性的生物分子检测。 环境污染物监测：如利用激光雷达（LIDAR）进行大气成分、粒子浓度监测；利用光谱技术进行水质、土壤污染物检测。 医疗诊断仪器：如脉搏血氧仪、血糖仪、眼科检测设备等的光电测试。 第十四章 新兴光电测试技术与展望 纳米光子学与超材料的测试：如何表征纳米结构的光学特性、超材料的负折射率、电磁响应等。 人工智能在光电测试中的应用：利用机器学习、深度学习进行图像识别、特征提取、异常检测、预测性维护，提高测试效率和精度。 高光谱成像与多光谱成像在遥感与检测中的应用：如何利用更精细的光谱信息进行物质识别和环境分析。 光场相机与计算成像：介绍新型成像技术及其在三维重建、深度感知等领域的测试挑战。 量子光学与量子信息测试：如量子态的制备、操控与测量，量子纠缠的验证等。 微纳光电器件的测试：如MEMS/NEMS中的光电器件，集成光电子芯片的测试方法。 本书的编写力求做到内容准确、体系完整、语言精练、图文并茂，既适合于光电领域的在校学生、研究生学习，也是广大从事光电技术研发、生产、应用和教学的工程技术人员、科研人员的得力助手。通过阅读本书，读者能够系统地掌握光电测试的核心知识和技能，解决实际工作中的各类光电测试难题。

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作为一名在科研一线工作的学生，我一直都在寻找能够系统性地梳理和深化我对光电测试理解的书籍。《光电测试技术（第三版）》无疑是近期我读过最出色的一本。它对整个光电测试领域进行了全面而深入的梳理，从基础概念到前沿技术，无所不包。我特别欣赏的是它对各种测试方法的分类和比较，这使得我在面对不同的测试任务时，能够更清晰地知道哪种方法更适合，并且了解它们的优缺点。书中关于光源、探测器、调制器等关键器件的详细介绍，以及它们在不同测试场景下的应用，让我对整个光电器件的生态有了更深入的认识。我一直在研究的是激光雷达相关的测试技术，而这本书恰好提供了非常详实的内容，包括了激光器性能测试、探测器响应时间测量以及系统集成后的整体性能评估方法。对于我这个阶段的研究生来说，能够有这样一本既有理论高度又贴近实际的参考书，无疑是极大的帮助。它帮助我建立了一个更完整的知识体系，也为我的论文研究提供了坚实的理论基础和实践指导。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，最初拿到《光电测试技术（第三版）》的时候，我并没有抱太高的期望，毕竟市面上同类书籍不少，很多都只是对旧知识的简单整合。但这本书确实让我眼前一亮。它在内容的编排上非常科学，从基础的光学原理开始，循序渐进地过渡到各种光电测试方法，再到高级的应用，逻辑清晰，非常适合作为系统学习的教材。我最欣赏的是它在理论深度和广度上找到了一个绝佳的平衡点。它不会回避那些核心的物理原理，但同时也不会过度深究，而是将重点放在如何将这些原理转化为实际的测试手段。书中的案例分析尤为出色，涵盖了从基础的光学元件性能表征到复杂的集成光电器件的测试，让我能够看到理论知识是如何在实际工程中发挥作用的。我特别关注的是关于噪声抑制和误差分析的部分，这对于任何一个严谨的光电测试工作者来说都至关重要。这本书提供的分析方法和技巧，让我能够更有效地识别和减少测试过程中的误差，从而获得更可靠的测量结果。读完这本书，我感觉自己的理论功底和实操能力都得到了显著提升，解决实际问题的信心也大增。

评分☆☆☆☆☆

我是一名光电行业的初学者，在刚接触这个领域的时候，对各种测试技术感到非常迷茫。《光电测试技术（第三版）》这本书简直就是我学习路上的“指路明灯”。它用一种非常容易理解的方式，讲解了光电测试的方方面面。从最基础的光学元件的性能参数，到复杂的集成光电器件的测试方法，这本书都覆盖到了。我尤其喜欢它在讲解各种测试方法时，会先介绍原理，然后给出具体的实验步骤和注意事项。这让我觉得非常安心，即使是完全没有经验的初学者，也能跟着书中的指引，一步步地完成测试。书中的一些图表和示意图做得非常精美，帮助我理解那些复杂的概念，比如光栅的衍射原理，或者光电探测器的响应曲线，这些都让我印象深刻。我曾经尝试过一些其他的入门书籍，但都觉得过于理论化，或者不够系统。《光电测试技术（第三版）》这本书，在理论性和实践性上都做得非常到位，让我觉得学习起来既有深度又有广度，而且非常实用。对于任何想要进入光电测试领域的人来说，这本书绝对是不可或缺的入门读物。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我对“光电测试”这个概念有了全新的认识。我之前以为这只是一些关于测量仪器的操作指南，但《光电测试技术（第三版）》彻底颠覆了我的看法。它不仅仅是教你如何使用仪器，更是告诉你“为什么”要这样做，以及“如何”更有效地去做。我非常喜欢书中关于“测试设计”的思想，它强调了在进行任何测试之前，都需要明确测试的目的、选择合适的测试方法、设计合理的测试流程，并对结果进行充分的分析和解释。这让我意识到，光电测试并非简单的“量一量”那么简单，而是一个系统性的工程。书中的很多例子都非常贴近实际应用，比如关于如何测试LED的亮度均匀性、如何测量光学镜头的调制传递函数，这些都让我觉得非常实用。我曾经在工作中遇到过类似的问题，但总是找不到系统性的解决方法，读完这本书，我感觉豁然开朗，对很多之前困扰我的问题都有了清晰的思路。这本书不仅仅是一本技术手册，更是一本能够帮助我提升思维方式的指导书。

评分☆☆☆☆☆

这本《光电测试技术（第三版）》真的给我带来了很多惊喜。作为一名在光学领域摸爬滚打了多年的工程师，我深知理论知识与实际应用之间的鸿沟。很多时候，教科书上的公式和原理看起来很完美，但在实际的设备调试和问题排查中，却常常显得捉襟见肘。而这本书，恰恰填补了这一空白。它不仅仅是枯燥的公式堆砌，而是深入浅出地讲解了各种光电测试的原理、方法以及在实际项目中的应用案例。我尤其喜欢它对各种测试仪器的工作原理和使用技巧的详细阐述，这让我能够更清晰地理解那些复杂的参数是如何得到的，以及如何根据具体需求来选择和配置仪器。书中的图示和表格也十分丰富，帮助我更直观地理解抽象的概念。例如，在讲解干涉仪的原理时，它配有精美的剖面图，让我能够清晰地看到光路的变化和干涉条纹的形成过程。在介绍光谱仪的校准时，它提供了详细的步骤和注意事项，让我受益匪浅。总而言之，这本书不仅是光电测试领域的权威参考，更是一本能够帮助我提升实践能力的优秀教材。