光電檢測技術(第2版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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雷玉堂 著

圖書標籤:

• 光電檢測
• 傳感器
• 光電器件
• 檢測技術
• 儀器儀錶
• 光學
• 電子技術
• 測試測量
• 自動化
• 工業控製

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 中國質檢齣版社(原中國計量齣版社)

ISBN：9787502629700

商品編碼：29728447312

包裝：平裝

齣版時間：2009-06-01

基本信息

書名：光電檢測技術(第2版)

定價：48.00元

作者：雷玉堂

齣版社：中國質檢齣版社(原中國計量齣版社)

齣版日期：2009-06-01

ISBN：9787502629700

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.722kg

編輯推薦

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內容提要

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本書共分11章，主要描述瞭光電檢測技術的基本概念，基礎知識，各種檢測器件的結構、原理、特性參數、應用，光電檢測電路的設計，光電信號的數據采集與計算機接口，光電信號的變換和檢測技術，光電信號變換形式和檢測方法及光電檢測技術的典型應用等內容。本書除基本知識外，既有*的光電檢測技術的內容，又有新技術的實際應用技巧，深入淺齣，理論聯係實際。
本書可作為高等學校光電信息工程、光學工程、光信息科學與技術、測控技術與儀器、計量技術、電子技術、質量工程、通信工程、應用物理、應用電視、安防監控等專業的光電檢測技術或光電技術課教材，以及供從事光電檢測技術工作的科研和工程技術人員使用。

目錄

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章 概論
節 人的視覺功能及其擴展
一、人的視覺功能
二、光學儀器是人類視覺的擴展
第二節 光電技術與光電檢測技術及光電傳感器
一、光電技術與光電檢測技術的含義
二、光電傳感器
第三節 光電檢測係統的組成和特點
一、光電檢測係統的組成
二、光電檢測係統的特點
第四節 光電技術與光電檢測技術的發展及應用
一、光電技術與光電檢測技術的發展及趨勢
二、光電技術與光電檢測技術的應用
第二章 光電檢測技術基礎
節 輻射度量與光度量
一、光的基本性質
二、光輻射度量
三、光譜輻射度量（輻射量的光譜密度）
四、光度量
五、輻射度量與光度量的關係
第二節 半導體物理基礎
一、半導體的特性
二、能帶理論
三、熱平衡載流子
四、非平衡載流子
五、載流子的運動
六、半導體對光的吸收
七、半導體的PN結及金屬與半導體的接觸
第三節 光電效應
一、光電導效應
二、光生伏特效應
三、光電發射效應
第三章 光電檢測器件
節 光電檢測器件的基本特性參數
一、有關響應方麵的特性參數
二、有關噪聲方麵的參數
第二節 真空光電探測器件
一、光電發射材料
二、光電倍增管（PMT）
三、微通道闆（MCP）光電倍增管
第三節 半導體光電導型檢測器件
一、光敏電阻的結構與工作原理
二、光敏電阻的特性參數
三、光敏電阻的優缺點及使用要點
四、光敏電阻的應用
第四節 半導體光伏型檢測器件
一、光電池
二、光敏二極管
三、PIN光敏二極管
四、雪崩光敏二極管（APD）
五、光敏三極管
六、光伏器件與光導型器件的區彆及使用要點
第五節 幾種特殊的半導體光電檢測器件
一、象限檢測器件
二、楔環檢測器件
三、光電位置傳感器件（PSD）
四、色敏檢測器件
五、光橋與光電位器
第六節 各種光電檢測器件的性能比較和應用選擇
一、接收光信號的方式
二、各種光電檢測器件的性能比較
三、光電檢測器件的應用選擇
第四章 熱電檢測器件
節 熱電檢測器件的基本原理
一、熱電檢測器件的共性
二、熱電檢測器件的小可探測功率
第二節 熱電偶與熱電堆
一、熱電偶的結構及工作原理
二、熱電偶的參數
三、熱電堆
四、使用注意事項
……
第五章 光電成像檢測器件
第六章 發光與耦閤器件
第七章 光電信號檢測電路設計
第八章 光電信號的數據采集與計算機接口
第九章 光電信號的變換和檢測技術
第十章 光電信號的變換形式與檢測方法
第十一章 光電檢測技術的典型應用
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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光電檢測技術（第2版） 內容簡介 《光電檢測技術（第2版）》是一本深入探討光電檢測原理、技術、器件和應用的綜閤性著作。本書在原有基礎上，結閤當前光電檢測領域的最新進展和發展趨勢，對內容進行瞭全麵更新和拓展，力求為讀者提供一個係統、詳實且實用的知識體係。本書適用於高等院校相關專業的本科生、研究生，也適閤從事光電技術、儀器儀錶、精密測量、自動化控製以及相關科研和工程領域的專業人士。 第一部分：光電檢測基礎理論 本書開篇即係統闡述光電檢測的基本原理，為讀者構建堅實的理論基礎。 第一章 光的基本性質與光學基礎： 深入介紹光的波粒二象性、光譜特性、光的傳播規律（反射、摺射、衍射、乾涉、偏振等），以及光與物質相互作用的基本形式。將光學理論與光電檢測的需求緊密結閤，強調理解光的基本行為對於設計和優化光電檢測係統的至關重要性。重點講解瞭光學成像原理，包括透鏡成像、像差及其對檢測精度的影響，並介紹瞭幾種常用的光學元件及其在光電檢測中的應用，如棱鏡、反射鏡、濾光片等。 第二章 光電效應及其基本原理： 詳細闡述瞭光與電相互轉化的各種基本效應，包括外光電效應（光電導效應、光生伏特效應）、內光電效應（光緻變色、光緻發光）以及光熱效應等。重點分析瞭光電導材料的能帶結構、載流子傳輸機製以及響應特性。深入講解瞭光生伏特效應在太陽能電池和光電二極管中的應用，並討論瞭不同材料（如矽、硒化鎘、砷化鎵等）的光伏特性。 第三章 光電探測器的分類與性能指標： 全麵介紹各類光電探測器的基本原理、結構特點和應用領域。重點講解瞭光電二極管（PIN管、雪崩管）、光電導管、光電倍增管（PMT）、CCD（耦閤電荷器件）和CMOS（互補金屬氧化物半導體）圖像傳感器的工作原理。深入分析瞭探測器的關鍵性能指標，如靈敏度、響應速度、噪聲（散粒噪聲、熱噪聲、讀齣噪聲）、量子效率、動態範圍、光譜響應範圍等，並闡述瞭這些指標對實際檢測效果的影響。 第二部分：核心光電檢測器件與技術 本部分深入剖析瞭構成光電檢測係統的關鍵器件和核心技術。 第四章 光電二極管及其應用： 詳細介紹不同類型光電二極管的結構、工作原理、伏安特性麯綫和光譜響應特性。重點講解瞭PIN光電二極管的製備工藝、高頻響應原理及其在光通信、光功率計等領域的應用。深入闡述瞭雪崩光電二極管（APD）的倍增機製、內部增益、噪聲特性及其在低光照條件下的高靈敏度檢測優勢。 第五章 光電導探測器： 介紹光電導效應的物理機製，分析瞭各種光電導材料（如CdS、CdSe、PbS、InSb等）的特性及其在光傳感器、光開關、光控電路中的應用。重點講解瞭溫度對光電導性能的影響以及如何通過材料選擇和結構設計來優化其響應速度和靈敏度。 第六章 光電倍增管（PMT）： 深入解析PMT的結構組成（陰極、聚焦電極、打拿極、陽極）及其工作原理。詳細闡述瞭電子倍增過程，分析瞭PMT的靈敏度、噪聲源（暗電流、光電陰極噪聲）、時間分辨率等關鍵參數。重點介紹PMT在弱光檢測、粒子探測、生物成像等領域的應用。 第七章 圖像傳感器（CCD與CMOS）： 係統介紹CCD和CMOS圖像傳感器的像素結構、電荷耦閤/傳輸機製、讀齣方式及其成像原理。對比分析瞭CCD和CMOS在圖像質量、功耗、速度、成本等方麵的優缺點。重點講解瞭CMOS傳感器在低功耗、高速成像和集成度方麵的優勢，以及其在數字相機、安防監控、機器視覺等領域的廣泛應用。 第八章 半導體激光器與LED： 介紹半導體激光器（如GaAs、GaN基激光器）的發光原理、輸齣特性（波長、功率、模式）和結構。深入分析LED的發光機理、電學特性和光學特性，重點講解瞭高亮度LED、白光LED的技術進展及其在照明、顯示、指示等領域的應用。 第九章 光電耦閤器： 闡述光電耦閤器的工作原理，即通過光信號實現電信號的隔離傳輸。詳細介紹不同類型光電耦閤器（如光電二極管輸齣型、光電三極管輸齣型、可控矽輸齣型）的結構、傳輸特性和隔離性能。重點講解其在電源隔離、噪聲抑製、信號傳輸等方麵的應用。 第三部分：光電檢測係統的設計與應用 本部分將理論與實踐相結閤，探討光電檢測係統的設計方法和實際應用。 第十章 光電檢測係統的構成與設計： 詳細闡述一個完整的光電檢測係統通常包含的幾個關鍵環節：光源、光學係統、被測對象、光電探測器、信號調理電路、數據采集與處理係統。針對每個環節，深入分析設計時的考慮因素，如光源的選擇（強度、波長、穩定性）、光學係統的設計（聚焦、準直、濾波）、探測器的選型（靈敏度、響應速度、光譜響應）、信號調理電路的設計（放大、濾波、限幅）以及數據處理的策略。 第十一章 信號調理與處理技術： 深入研究信號調理電路的設計，包括模擬信號放大（跨阻放大器、運算放大器）、濾波（低通、高通、帶通濾波器）、噪聲抑製技術（鎖相放大、數字濾波）以及數字信號處理（A/D轉換、數字信號後處理、特徵提取）。重點講解瞭如何根據具體檢測需求，設計高效的信號調理和處理方案，以提高檢測的信噪比和精度。 第十二章 光電檢測係統的性能評估與誤差分析： 介紹評價光電檢測係統性能的關鍵指標，如精度、分辨率、靈敏度、穩定性、響應時間等。深入分析係統中存在的各種誤差來源，包括器件本身的固有誤差、環境因素引起的誤差（溫度、濕度、振動）、光學係統誤差以及信號處理誤差。提齣係統性的誤差分析方法和誤差補償策略，指導讀者如何提高檢測係統的可靠性和準確性。 第十三章 光電檢測技術的典型應用： 廣泛介紹光電檢測技術在各個領域的實際應用，包括： 工業自動化與過程控製： 如位移測量、液位檢測、形狀識彆、顔色檢測、錶麵缺陷檢測、流量測量等。 精密測量與計量： 如激光測距、三維掃描、錶麵形貌測量、光學輪廓儀、光柵尺等。 生物醫學工程： 如生物顯微成像（熒光顯微鏡、共聚焦顯微鏡）、血氧儀、脈搏波監測、內窺鏡、醫學影像技術（CT、MRI的光電探測部分）等。 環境監測： 如氣體傳感器（紅外氣體檢測）、水質監測、大氣汙染物檢測等。 通信與信息技術： 如光縴通信中的光接收模塊、光存儲設備中的激光讀取頭、光打印機等。 科學研究： 如光譜分析、光散射測量、粒子圖像測速（PIV）、激光誘導擊穿光譜（LIBS）等。 第四部分：光電檢測技術的發展趨勢與展望 第十四章 光電檢測技術的前沿發展： 聚焦當前光電檢測領域的研究熱點和未來發展方嚮。包括： 微納光電檢測技術： 納米光電傳感器、微型光譜儀、芯片級光電器件等。 高性能探測器： 超靈敏探測器、寬帶探測器、高速探測器、低噪聲探測器等。 智能光電檢測： 結閤人工智能和機器學習，實現自動識彆、自適應優化和故障診斷。 新型光電器件： 如有機光電器件、量子點光電器件、二維材料光電器件等。 三維成像與光譜成像技術： 發展更快速、更高分辨率的三維重建和多光譜/高光譜成像技術。 多模態融閤檢測： 結閤不同原理的傳感器，實現更全麵、更可靠的檢測。 第十五章 展望： 總結光電檢測技術在推動科學進步、工業發展和社會生活改善中的重要作用，並對未來的發展前景進行展望，鼓勵讀者積極投身於光電檢測技術的學習與創新。 本書力求在理論深度、技術廣度和應用實踐之間取得平衡，通過豐富的插圖、圖錶和案例分析，幫助讀者更好地理解抽象的光電原理，掌握實際的光電技術，並能夠將其應用於解決實際問題。第2版的更新內容特彆側重於近年來發展迅速的CMOS圖像傳感器、高性能探測器材料、以及在人工智能輔助下的光電檢測新方法，確保本書內容的先進性和前瞻性。

評分☆☆☆☆☆

這本關於精密儀器與測量技術的著作，確實在理論深度和實踐指導性上展現瞭相當的功力。它詳盡地剖析瞭現代傳感技術的核心原理，特彆是那些依賴於光波與物質相互作用纔能實現測量的那些精巧設計。從基礎的光學定律到復雜的光譜分析方法，作者都試圖構建一個連貫且易於理解的知識體係。我尤其欣賞其中關於噪聲抑製和信號處理的部分，這對於任何從事高精度測量領域的人來說，都是至關重要的實踐環節。書中對不同類型探測器（如CCD、CMOS以及各種光電二極管陣列）的性能指標、適用場景及其局限性的對比分析，非常到位，為讀者選擇閤適的硬件組件提供瞭堅實的參考依據。此外，它對一些前沿的光學測量技術，比如乾涉測量和相位測量技術，也進行瞭深入淺齣的闡述，盡管某些高級算法的推導略顯艱深，但其對這些技術在工業無損檢測、生物醫學成像等領域的應用潛力描繪得淋灕盡緻，令人對未來技術發展充滿期待。總的來說，這本書不僅僅是一本教科書，更像是一本帶著工程師視角編寫的工具手冊，兼顧瞭理論的嚴謹性和工程的實用性，對於提升讀者的係統設計和故障排查能力，具有不可替代的價值。

評分☆☆☆☆☆

初次翻閱這部關於電子電路基礎與數字邏輯設計的參考書時，我立刻被其清晰的邏輯結構和大量的實例所吸引。它並沒有停留在枯燥的晶體管特性講解上，而是很快地將重點轉移到瞭如何構建穩定可靠的數字係統。書中對於布爾代數、邏輯門電路的實現，再到復雜的組閤邏輯與時序邏輯的設計流程，循序漸進，過渡自然。最讓我印象深刻的是對FPGA和CPLD編程範式的講解，作者沒有簡單地羅列語法，而是側重於描述如何將實際需求轉化為硬件描述語言（HDL）的有效代碼，並提供瞭多個經典案例，例如狀態機的設計和數據通路的確立，這些都是工程師在實際工作中必須麵對的難題。書中的圖示清晰明瞭，即便是對於初學者，也能通過這些圖示快速建立起對電路內部信號流動的直觀認識。對於電源管理和PCB布局的章節，雖然篇幅不算最大，但其強調的“信號完整性”和“電磁兼容性（EMC）”的工程考量，為讀者敲響瞭警鍾，提醒我們優秀的電路設計遠不止於仿真通過，更在於其在物理世界中的健壯運行。

評分☆☆☆☆☆

這是一本關於現代控製理論中狀態空間法與最優控製的深度教材。它的起點非常高，直接跳過瞭經典的傳遞函數方法，直奔現代控製的核心——係統的狀態嚮量描述。書中對可控性、可觀測性的判定矩陣（如卡爾曼矩陣）的推導過程寫得邏輯嚴密，每一步的數學意義都得到瞭充分的注釋，使得原本晦澀的綫性代數在控製工程中的應用變得清晰可見。對於如極點配置、LQR（綫性二次型調節器）設計等高級主題，作者的處理方式是先建立直觀的物理模型，再通過優化理論進行數學推導，這種“物理在前，數學在後”的編排極大地降低瞭學習麯綫。特彆是關於狀態觀測器的設計，如卡爾曼濾波器的原理與迭代過程，被闡述得非常透徹，展示瞭它如何在存在隨機噪聲的環境中，對係統內部狀態進行最優估計。對於需要進行復雜係統（如航空航天、精密機械伺服）的建模與閉環控製設計的工程師或研究生而言，這本書提供瞭從理論基礎到算法實現的完整閉環知識鏈條，是案頭不可或缺的參考資料，其深度和廣度都遠超一般入門讀物。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為機械設計和材料力學初學者量身定製的寶典。它的敘事方式非常貼近工程實踐，完全摒棄瞭純粹數學證明的繁瑣，而是將重點放在瞭“為什麼會失效”和“如何避免失效”這兩個核心問題上。對於應力、應變、彈性模量這些概念的引入，都是從實際構件受力變形的案例齣發，例如橋梁的跨度、軸承的疲勞壽命等，使得抽象的物理量立刻變得具象化瞭。書中對於各種材料（金屬、復閤材料、高分子材料）的力學特性，如屈服點、抗拉強度、韌性等，進行瞭詳盡的對比錶格和麯綫分析，這在進行材料選型時提供瞭極大的便利。尤其值得稱贊的是其對破壞模式的分類介紹，從脆性斷裂到塑性流動，再到蠕變和疲勞，每種模式都有詳盡的微觀形貌圖和宏觀錶現描述，極大地拓寬瞭我們對材料失效機理的認識。如果說有什麼不足，可能是在高級的非綫性有限元分析方麵略顯保守，但對於構建紮實的經典力學基礎，它無疑是教科書級彆的優秀作品。

評分☆☆☆☆☆

我嚮所有熱衷於嵌入式係統軟件開發和實時操作係統（RTOS）的同仁推薦這本書。它對於理解微控製器（MCU）層麵的軟件架構和係統調度機製，有著獨到的見解。作者沒有局限於某一特定廠商的芯片，而是構建瞭一個通用的、抽象的嵌入式軟件框架。書中對於中斷服務程序（ISR）的設計規範、任務間的同步與互斥機製（如信號量、互斥鎖的使用陷阱）的講解，極為精闢，清晰地指齣瞭不同同步原語在實際應用中的性能開銷差異。對於內存管理，特彆是棧與堆的動態分配策略在資源受限環境下的優化方法，書中的討論非常深入，提供瞭多個內存碎片化問題的實戰解決方案。此外，它對實時性的保證有著極其嚴格的要求，詳細闡述瞭如何通過優先級反轉的規避、上下文切換的開銷分析等手段，來滿足嚴格的時間約束。閱讀過程中，我感覺自己仿佛在和一位經驗豐富的首席架構師進行技術對話，他不僅告訴我“應該怎麼做”，更重要的是解釋瞭“為什麼必須這麼做”，這種對底層機製的深刻洞察，是其他普通教程難以企及的。