光电测试技术(第2版)(普通高等教育“十一五”规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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浦昭邦，赵辉 著

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111286431

商品编码：29728325332

包装：平装

出版时间：2010-03-01

基本信息

书名：光电测试技术(第2版)(普通高等教育“十一五”规划教材)

定价：36.00元

作者：浦昭邦,赵辉

出版社：机械工业出版社

出版日期：2010-03-01

ISBN：9787111286431

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.522kg

编辑推荐

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内容提要

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本书为高等工科院校“测控技术与仪器”、“光电信息工程”及“光电子技术”等专业的“光电测试技术”课程的通用教材。
　　本书首先系统地介绍了光度学的基本理论和光电测量的光学基础，然后深入地讲述了光电测量技术中的光源，光电变换的光子探测器件、热电探测器件和光电摄像器件及基于电子物理学的光学变换器件的基本原理和使用方法。还对常用的光电子探测器件的检测电路静态与动态设计方法和典型电路进行了论述与分析。
　　本书为了使读者对光电测量系统进行深入了解，对光电测量中的光束调制与扫描、非相干信号的光电变换与检测、相干变换与检测的原理与方法及其设计进行了系统的论述。后介绍了激光测量、视觉检测和光纤测量技术实用光电测量系统。
　　本书具有理论和实际密切结合、论述系统深入而又通俗易懂的特点，因此既可以作为相关专业的大学本科教材，也可作为研究生教材和供相关工程技术人员作为设计光电测量系统的参考资料。

目录

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第2版前言
版前言
上篇　技术基础篇　
　章 光电测试技术概论
　　节 信息技术与光电测试技术
　　第二节 光电测试系统的组成
　　第三节 光电测试技术的展望及其特点
　　复习思考题
　第二章 光电测量的光学基础
　　节 光谱光视效能和光度的基本物理量
　　　一、光谱光视效能
　　　二、光度的基本物理量
　　第二节 光度学基本定律
　　　一、余弦定律
　　　二、亮度守恒定律
　　　三、照度与距离的二次方反比定律
　　第三节 光辐射在空气中的传播
　　　一、大气衰减
　　　二、空气湍流效应
　　第四节 光电测试技术中常用的光学系统
　　　一、显微光学系统
　　　二、望远光学系统
　　　三、摄影系统
　　　四、投影光学系统
　　　复习思考题
　第三章 光电测量系统中的光源与光源系统
　　节 光源的基本参数
　　　一、发光效率
　　　二、寿命
　　　三、光谱功率谱分布
　　　四、空间光强分布特性
　　　五、光源光辐射的稳定性
　　　六、光源的色温和显色性
　　第二节 光电测量的常用光源
　　　一、热辐射光源
　　　二、气体放电光源
　　　三、金属卤化物灯
　　　四、电致发光光源
　　　五、激光光源
　　第三节 照明系统
　　　一、照明系统的设计原则
　　　二、照明的种类
　　第四节 光源及照明系统的选择
　　复习思考题
　第四章 光电测试常用器件
　　节 光电器件的性能参数
　　　一、光电器件的探测灵敏度
　　　二、响应时间和频率响应
　　　三、噪声等效功率
　　　四、探测度D与比探测度D*
　　　五、量子效率
　　第二节 光电发射器件
　　　一、光电发射效应
　　　二、光电真空器件及其特性
　　第三节 光电导器件
　　　一、光电导效应
　　　二、光敏电阻及其特性
　　第四节 光伏器件
　　　一、光伏效应
　　　二、光电池
　　　三、光敏二极管
　　　四、PIN光敏二极管
　　　五、雪崩光敏二极管
　　　六、光敏晶体管
　　　七、光电位置器件
　　　八、光伏器件的特性与使用要点
　　第五节 各种光子探测器件的性能比较和应用选择
　　　一、接收光信号的方式
　　　二、各种光子探测器件的性能比较
　　　三、光子探测器件的应用选择
　　第六节 热电探测器件
　　　一、热电探测器的一般原理
　　　二、温差电偶
　　　三、热敏电阻及其特性
　　　四、热释电器件
　　第七节 光电成像器件
　　　一、像管
　　　二、真空摄像管
　　　三、固体摄像器件工作原理及其参数
　　　四、CMOS成像器件工作原理及其参数
　　　五、CID智能相机
　　第八节 光调制器件
　　　一、电光器件
　　　二、声光器件
　　　三、磁光器件
　　复习思考题
　第五章 光电检测电路
下篇　 应用技术篇　
　第六章 光束的调制与扫描技术
　第七章 非相干信号的光电变换与检测
　第八章 相干变换与检测方法
　第九章 现代光电测试技术

作者介绍

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文摘

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序言

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现代光电技术：原理、应用与实践 本书旨在为读者系统性地介绍现代光电技术的核心概念、关键原理、广泛应用以及实际操作方法。我们将深入探讨光与物质相互作用的物理基础，以及如何利用这些相互作用来设计、制造和应用各种光电器件和系统。本书内容涵盖了光电技术从基础理论到前沿应用的完整图景，旨在培养读者扎实的理论功底和解决实际问题的能力。 第一部分：光电技术基础理论 本部分将为读者奠定坚实的光电技术理论基础。我们将从光的本质入手，深入剖析光的波动性和粒子性，并详细介绍光与物质相互作用的各种基本机制，如吸收、发射、散射、折射、衍射和干涉等。 1. 光的本质与传播： 光的波粒二象性： 深入探讨光的经典波动理论（如麦克斯韦方程组描述的电磁波）和量子理论（如光子概念）如何解释光的各种现象。我们将介绍光波的频率、波长、相位、偏振等重要参数，以及它们在光电系统中的意义。 光在介质中的传播： 详细阐述光在真空、均匀介质和非均匀介质中的传播规律。重点介绍折射率的概念及其与光速、波长、频率的关系，并深入讲解惠更斯原理、斯涅尔定律等几何光学基础。 光学成像原理： 介绍透镜、反射镜等光学元件的成像特性，包括焦距、物距、像距、放大率等概念，以及成像的几何畸变（如球差、像差）及其抑制方法。我们将讨论显微镜、望远镜等基本成像系统的设计原理。 2. 光与物质的相互作用： 光的吸收与透射： 详细分析不同物质对光的吸收特性，介绍朗伯-比尔定律，并探讨吸收光谱在材料识别和分析中的应用。我们将讨论透明、半透明和不透明材料的定义及影响因素。 光的发射： 深入研究各种光源的发光原理，包括热辐射（如白炽灯、卤素灯）、荧光（如LED、荧光灯）、磷光、激光等。重点介绍不同发光机制的物理过程、光谱特性和发光效率。 光的散射： 阐述瑞利散射、米氏散射等散射现象，分析散射的强度、方向和波长依赖性。我们将介绍散射在遥感、大气光学等领域中的应用。 光电效应： 详细介绍光电效应的几种主要形式，包括外光电效应（光电管、光电倍增管）、内光电效应（光电导效应、光伏效应）和光电磁效应。这些效应是光电器件的核心工作原理。 3. 晶体光学与非线性光学： 晶体光学基础： 介绍各向异性介质中光的传播特性，如双折射现象。我们将讨论主截面、主轴、光轴等概念，以及波片（半波片、四分之一波片）的工作原理。 非线性光学效应： 介绍在强光作用下，物质光学特性发生变化的现象。重点讲解二次谐波产生（SHG）、三次谐波产生（THG）、光学参量振荡（OPO）、克尔效应等，这些效应在激光技术、光通信和光计算等领域具有重要意义。 第二部分：关键光电器件与系统 本部分将聚焦于现代光电技术中最重要的核心器件，并介绍它们的工作原理、性能参数和典型应用。 4. 光探测器： 光电导探测器： 详细介绍光电导效应的物理机制，以及基于该效应的探测器（如光电导管、光敏电阻）的工作原理。我们将讨论其响应时间、灵敏度、噪声等关键性能指标。 光伏探测器： 深入讲解半导体PN结的光伏效应，介绍二极管型光电探测器（如PIN光电二极管、雪崩光电二极管APD）的工作原理。重点分析其量子效率、响应度、噪声等参数，以及在通信、遥感等领域的应用。 光电倍增管（PMT）： 详细介绍PMT的光电阴极、倍增级、阳极等组成部分，以及其极高的灵敏度和极快的响应速度。我们将讨论其在弱光检测、辐射测量等方面的应用。 热探测器： 介绍热电堆、热敏电阻、红外焦平面阵列等热探测器的工作原理，以及它们在红外成像、温度测量等领域的应用。 5. 光源： 发光二极管（LED）： 深入分析LED的发光原理、pn结结构、外延生长技术，以及其高效率、长寿命、可调谐发光等优点。我们将重点介绍不同颜色LED的制备工艺和应用，以及白光LED的实现方式。 半导体激光器： 介绍激光二极管（LD）的结构、工作原理（如注入锁定、阈值电流），以及其在光通信、光存储、激光打印等领域的核心作用。我们将讨论不同类型的半导体激光器，如DFB、VCSEL等。 气体激光器和固体激光器： 概述气体激光器（如He-Ne激光器、CO2激光器）和固体激光器（如Nd:YAG激光器、光纤激光器）的工作原理，介绍其在工业加工、医疗美容、科学研究等方面的广泛应用。 6. 光调制器与光开关： 电光调制器： 介绍电光效应，如Pockels效应和Kerr效应，以及基于这些效应的光调制器（如铌酸锂调制器）。我们将讨论其调制带宽、消光比、驱动电压等参数。 声光调制器： 阐述声光效应，以及基于声光效应的光开关和调制器，它们在激光调Q、光束偏转等方面的应用。 其他光调制技术： 介绍磁光调制、机械式调制等技术，以及它们在特定领域的应用。 7. 光纤通信系统： 光纤的传输特性： 详细介绍光纤的结构（纤芯、包层）、光在光纤中的传播原理（全反射），以及多模光纤和单模光纤的特性。 光纤损耗与色散： 分析光纤中的衰减（吸收、散射）和色散（模间色散、材料色散、波导色散）对信号传输的影响，以及抑制这些效应的方法。 光通信系统组成： 介绍光通信系统的主要组成部分，包括光源、光调制器、光纤、光放大器、光电探测器和光解复用器等，并分析它们在整个系统中的作用。 第三部分：光电技术在各领域的应用 本部分将展示光电技术如何渗透到现代社会的各个角落，并深刻影响着我们的生活和工作。 8. 图像传感器与成像技术： CCD与CMOS图像传感器： 深入介绍CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器的结构、工作原理、性能特点和制造工艺。我们将对比它们的优缺点，并分析它们在数码相机、手机摄像头、安防监控等领域的应用。 机器视觉： 介绍机器视觉系统的基本组成（相机、光源、图像处理软件），以及在工业自动化、质量检测、机器人导航等方面的应用。 红外成像技术： 阐述红外成像的原理，介绍不同类型的红外探测器和成像系统，以及在夜视、安防、医疗诊断、环境监测等领域的应用。 9. 光谱分析与传感技术： 光谱仪： 介绍不同类型光谱仪（如衍射光栅光谱仪、棱镜光谱仪）的工作原理，以及其在材料成分分析、环境监测、天文学研究等领域的应用。 激光雷达（LiDAR）： 详细介绍LiDAR的工作原理，包括发射激光脉冲、接收回波、计算距离等。我们将重点介绍其在自动驾驶、地形测绘、三维建模等方面的应用。 光纤传感器： 介绍基于光纤的光学传感器，如温度传感器、压力传感器、应变传感器等，以及其在工业过程控制、健康监测等领域的应用。 10. 光电技术在现代工业中的应用： 激光加工： 详细介绍激光切割、激光焊接、激光打标、激光钻孔等技术，以及其在汽车制造、电子工业、航空航天等领域的重要作用。 光刻技术： 阐述光刻技术在微电子制造中的关键地位，介绍不同类型的光刻设备（如紫外光刻、极紫外光刻）和工艺流程。 光电测量与检测： 介绍基于光电技术的各种测量方法，如激光测距、激光干涉测量、光学显微镜测量等，以及它们在尺寸测量、形貌检测、表面分析等方面的应用。 11. 光电技术在生物医学与信息技术领域的应用： 生物医学成像： 介绍X射线成像、CT、MRI、PET、超声成像等医学成像技术，以及光学相干层析成像（OCT）等新兴光学成像技术在疾病诊断和治疗中的应用。 生物传感器： 介绍基于光学原理的生物传感器，如荧光免疫传感器、表面等离激元共振传感器等，及其在疾病早期诊断、药物研发等领域的应用。 光通信与光计算： 回顾光纤通信的现状与发展趋势，并介绍光计算、光存储等前沿技术在信息处理和存储方面的发展潜力。 本书内容丰富，涵盖了光电技术广泛的应用领域。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解光电技术的原理，掌握关键器件的特性，并能够将其应用于实际的工程问题解决和技术创新中。本书的编写力求深入浅出，既有严谨的理论推导，又有生动的实例分析，旨在为读者提供一个全面而深入的光电技术学习平台。

评分☆☆☆☆☆

我花了整整一个周末的时间来研读这本教材的绪论部分，它对我建立起对这个领域的宏观认知起到了至关重要的作用。作者在开篇就非常巧妙地引入了光电器件与现代信息社会息息相关的应用场景，比如高分辨率显示技术、先进的传感系统等等，瞬间就点燃了我深入学习的渴望。这种“先扬其用，再探其理”的叙述方式，极大地激发了读者的内在驱动力，避免了枯燥的理论堆砌。更让我印象深刻的是，书中对一些基础物理概念的阐述，如光与物质的相互作用，并非是照本宣科的复述，而是融入了大量的类比和生活化的例子，使得那些原本抽象晦涩的量子力学影子被剥离开来，变得触手可及。对于我这种偏向应用研究的背景来说，这种循序渐进、贴近实践的引入方式，无疑是最高效的学习路径。

评分☆☆☆☆☆

深入到核心章节后，我发现本书在实验方法论的介绍上达到了极高的水准。它不仅仅停留在“是什么”和“怎么做”的层面，而是着重探讨了“为什么必须这样设计”的内在逻辑。例如，在介绍某项精密光功率测量时，作者详细剖析了环境温度波动、电磁干扰以及测量仪器自身漂移这三大“隐形杀手”，并逐一给出了针对性的校准和补偿策略。这些内容绝非网络上随处可见的通用教程可以比拟，它们蕴含着多年一线工程经验的结晶。书中对不确定度分析的讲解也极其到位，不仅仅是公式的罗列，而是结合了实际测量数据进行案例剖析，让读者明白误差并非是失败的标志，而是科学认知深度的体现。读完这些章节，我感觉自己像是得到了一本实战手册，而不是一本停留在纸面上的理论参考。

评分☆☆☆☆☆

从结构布局上来看，这部教材展现出极强的逻辑自洽性。每一章节的开始都有明确的学习目标概述，章节末尾则设有“本章小结”和“思考题”环节。尤其值得称道的是思考题的设计，它们并非简单的知识点回顾，而是需要综合运用前后章节知识才能解答的综合性问题，有些甚至涉及到前沿技术趋势的预测和分析。这使得学习过程成了一个不断建构和应用知识的动态过程，有效地避免了“学完就忘”的弊端。整体来看，这套教材的编排思路明显是按照一个受过良好训练的工程师或研究人员的知识成长曲线来设计的，从宏观到微观，从原理到应用，再到误差控制与前瞻，形成了一个完美的闭环学习体系。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计相当考究，封面采用了哑光处理，手感温润细腻，色彩搭配上选择了沉稳的深蓝色系，配合着清晰锐利的白色和金色字体，整体散发出一种专业而又不失典雅的气质。内页纸张的质地也令人赞赏，不是那种廉价的、容易反光的纸张，而是略带米黄色的铜版纸，印刷字迹清晰锐利，墨色浓淡适中，长时间阅读下来眼睛的疲劳感明显减轻了不少。尤其是那些图表和公式的排版，结构布局非常合理，关键信息突出重点，即使是初次接触这个领域的读者也能迅速抓住核心脉络。这种对细节的关注，足以体现出版方在教材制作上的匠心独厚，让持有者在翻阅使用的过程中，获得一种心旷神怡的愉悦感，远超一般教材的粗糙标准。可见，这不仅仅是一本知识的载体，更是一件值得收藏的专业工具书。

评分☆☆☆☆☆

本书的文字风格极其严谨，但又不失一种令人信服的权威感。阅读过程中，我几乎找不到任何模棱两可的表述，所有的定义、定理和参数都力求精确无误。作者在阐述复杂的光学模型时，常常会采用多角度的论证方式，有时是基于波动理论，有时则会切换到基于粒子流的角度进行验证，这种交叉验证的方法极大地增强了结论的可靠性。此外，书中大量引用的参考文献和注释系统非常完善，每一个关键结论或技术发展点都有据可查，这对于希望进行更深层次学术探索的读者来说，无疑是提供了坚实的“立足点”。它引导着读者不要满足于表面的理解，而是鼓励去追溯知识的源头，培养批判性思维和独立研究的能力。