《光電測(cè)試技術(shù)(第2版)》為高等工科院校“測(cè)控技術(shù)與儀器”、“光電信息工程”及“光電子技術(shù)”等專業(yè)的“光電測(cè)試技術(shù)”課程的通用教材。《光電測(cè)試技術(shù)(第2版)》首先系統(tǒng)地介紹了光度學(xué)的基本理論和光電測(cè)量的光學(xué)基礎(chǔ),然后深入地講述了光電測(cè)量技術(shù)中的光源,光電變換的光子探測(cè)器件、熱電探測(cè)器件和光電攝像器件及基于電子物理學(xué)的光學(xué)變換器件的基本原理和使用方法。還對(duì)常用的光電子探測(cè)器件的檢測(cè)電路靜態(tài)與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法和典型電路進(jìn)行了論述與分析。
《光電測(cè)試技術(shù)(第2版)》為了使讀者對(duì)光電測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行深入了解,對(duì)光電測(cè)量中的光束調(diào)制與掃描、非相干信號(hào)的光電變換與檢測(cè)、相干變換與檢測(cè)的原理與方法及其設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)的論述。最后介紹了激光測(cè)量、視覺(jué)檢測(cè)和光纖測(cè)量技術(shù)實(shí)用光電測(cè)量系統(tǒng)。
《光電測(cè)試技術(shù)(第2版)》具有理論和實(shí)際密切結(jié)合、論述系統(tǒng)深入而又通俗易懂的特點(diǎn),因此既可以作為相關(guān)專業(yè)的大學(xué)本科教材,也可作為研究生教材和供相關(guān)工程技術(shù)人員作為設(shè)計(jì)光電測(cè)量系統(tǒng)的參考資料。
普通高等教育測(cè)控技術(shù)規(guī)劃教材《光電測(cè)試技術(shù)》自2005年第一次印刷以來(lái)受到許多高等院校的青昧,現(xiàn)作為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材,為使其在高等教育的相關(guān)專業(yè)中發(fā)揮更好的作用,特進(jìn)行修訂。
根據(jù)各高校使用該書(shū)的建議,修訂后的《光電測(cè)試技術(shù)》全書(shū)仍為九章,分別為光電測(cè)試技術(shù)概論、光電測(cè)量的光學(xué)基礎(chǔ)、光電測(cè)量系統(tǒng)中的光源與光源系統(tǒng)、光電測(cè)試常用器件、光電檢測(cè)電路、光束的調(diào)制與掃描技術(shù)、非相干信號(hào)的光電變換與檢測(cè)、相干變換與檢測(cè)方法、現(xiàn)代光電測(cè)試技術(shù)。本書(shū)和第1版比,除了修改了某些錯(cuò)誤之外,還將光電測(cè)試系統(tǒng)中光源和光源系統(tǒng)作為新的一章來(lái)論述。這是因?yàn)楣庠丛诰芄怆姕y(cè)量中的地位越來(lái)越重要了。此外,將光束的調(diào)制與掃描放到下篇,并相應(yīng)增加了測(cè)量實(shí)例。這是因?yàn)檎{(diào)制與掃描測(cè)量在現(xiàn)在在線測(cè)量中有著特殊的地位。同時(shí)為了進(jìn)一步增加該書(shū)的使用性,在相應(yīng)的章節(jié)中增加了實(shí)例和技術(shù)指標(biāo)。
為了便于組織教學(xué),全書(shū)分為上篇和下篇,以便各高校根據(jù)自己的特點(diǎn)組織本科生和研究生教學(xué)。
本書(shū)由哈爾濱工業(yè)大學(xué)浦昭邦教授和上海交通大學(xué)趙輝教授主編,第一、三和第七章由浦昭邦執(zhí)筆,第二章和第九章第一、二、三節(jié)由哈爾濱工業(yè)大學(xué)劉國(guó)棟執(zhí)筆,第四章由北京理工大學(xué)藍(lán)天執(zhí)筆,第五章和第九章第四節(jié)由上海交通大學(xué)趙輝執(zhí)筆,第六章由哈爾濱工業(yè)大學(xué)莊志濤執(zhí)筆,第八章由上海交通大學(xué)陶衛(wèi)執(zhí)筆。全書(shū)由廈門(mén)大學(xué)黃元慶教授和北京信息科技大學(xué)呂乃光教授主審,參加審稿的還有北京理工大學(xué)白延柱教授,中國(guó)計(jì)量學(xué)院李東升教授以及廈門(mén)大學(xué)張建寰教授等。
浦昭邦,哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授,博導(dǎo)。
先后承擔(dān)九門(mén)課程教學(xué)。完成科研項(xiàng)目25項(xiàng),其中獲部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)。如國(guó)家重大項(xiàng)目北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)子項(xiàng)目“定位于自動(dòng)分選儀”;航天測(cè)試項(xiàng)目“慣性儀表零件超精測(cè)試方法與裝置”;省科技攻關(guān)項(xiàng)目“微電子產(chǎn)品視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)”等均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
主編全國(guó)統(tǒng)編教材“測(cè)控儀器設(shè)計(jì)”、“光電測(cè)試技術(shù)”,編著“計(jì)量光柵技術(shù)”,參編“長(zhǎng)度計(jì)量手冊(cè)”,“精密儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)”等共八部,在國(guó)內(nèi)外高水平期刊和國(guó)際會(huì)議上發(fā)表論文百余篇。
趙輝,教授,工學(xué)博士。現(xiàn)任上海交通大學(xué)儀器科學(xué)與工程系系主任,自動(dòng)檢測(cè)研究所所長(zhǎng)。
一直從事現(xiàn)代傳感器、光電與視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)、超精密測(cè)試、生物醫(yī)學(xué)信息檢測(cè)、智能儀器與系統(tǒng)、汽車電子、工業(yè)過(guò)程自動(dòng)監(jiān)控等領(lǐng)域的研究工作,主持的國(guó)家與省部級(jí)科研項(xiàng)目30余項(xiàng),獲得部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng),三等獎(jiǎng)4項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文,其中SCI收錄十余篇,EI收錄30余篇。申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利一項(xiàng),授權(quán)6項(xiàng)。
第2版前言
第1版前言
上篇 技術(shù)基礎(chǔ)篇
第一章 光電測(cè)試技術(shù)概論
第一節(jié) 信息技術(shù)與光電測(cè)試技術(shù)
第二節(jié) 光電測(cè)試系統(tǒng)的組成
第三節(jié) 光電測(cè)試技術(shù)的展望及其特點(diǎn)
復(fù)習(xí)思考題
第二章 光電測(cè)量的光學(xué)基礎(chǔ)
第一節(jié) 光譜光視效能和光度的基本物理量
一、光譜光視效能
二、光度的基本物理量
第二節(jié) 光度學(xué)基本定律
一、余弦定律
二、亮度守恒定律
三、照度與距離的二次方反比定律
第三節(jié) 光輻射在空氣中的傳播
一、大氣衰減
二、空氣湍流效應(yīng)
第四節(jié) 光電測(cè)試技術(shù)中常用的光學(xué)系統(tǒng)
一、顯微光學(xué)系統(tǒng)
二、望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)
三、攝影系統(tǒng)
四、投影光學(xué)系統(tǒng)
復(fù)習(xí)思考題
第三章 光電測(cè)量系統(tǒng)中的光源與光源系統(tǒng)
第一節(jié) 光源的基本參數(shù)
一、發(fā)光效率
二、壽命
三、光譜功率譜分布
四、空間光強(qiáng)分布特性
五、光源光輻射的穩(wěn)定性
六、光源的色溫和顯色性
第二節(jié) 光電測(cè)量的常用光源
一、熱輻射光源
二、氣體放電光源
三、金屬鹵化物燈
四、電致發(fā)光光源
五、激光光源
第三節(jié) 照明系統(tǒng)
一、照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
二、照明的種類
第四節(jié) 光源及照明系統(tǒng)的選擇
復(fù)習(xí)思考題
第四章 光電測(cè)試常用器件
第一節(jié) 光電器件的性能參數(shù)
一、光電器件的探測(cè)靈敏度
二、響應(yīng)時(shí)間和頻率響應(yīng)
三、噪聲等效功率
四、探測(cè)度D與比探測(cè)度D*
五、量子效率
第二節(jié) 光電發(fā)射器件
一、光電發(fā)射效應(yīng)
二、光電真空器件及其特性
第三節(jié) 光電導(dǎo)器件
一、光電導(dǎo)效應(yīng)
二、光敏電阻及其特性
第四節(jié) 光伏器件
一、光伏效應(yīng)
二、光電池
三、光敏二極管
四、PIN光敏二極管
五、雪崩光敏二極管
六、光敏晶體管
七、光電位置器件
八、光伏器件的特性與使用要點(diǎn)
第五節(jié) 各種光子探測(cè)器件的性能比較和應(yīng)用選擇
一、接收光信號(hào)的方式
二、各種光子探測(cè)器件的性能比較
三、光子探測(cè)器件的應(yīng)用選擇
第六節(jié) 熱電探測(cè)器件
一、熱電探測(cè)器的一般原理
二、溫差電偶
三、熱敏電阻及其特性
四、熱釋電器件
第七節(jié) 光電成像器件
一、像管
二、真空攝像管
三、固體攝像器件工作原理及其參數(shù)
四、CMOS成像器件工作原理及其參數(shù)
五、CID智能相機(jī)
第八節(jié) 光調(diào)制器件
一、電光器件
二、聲光器件
三、磁光器件
復(fù)習(xí)思考題
第五章 光電檢測(cè)電路
下篇 應(yīng)用技術(shù)篇
第六章 光束的調(diào)制與掃描技術(shù)
第七章 非相干信號(hào)的光電變換與檢測(cè)
第八章 相干變換與檢測(cè)方法
第九章 現(xiàn)代光電測(cè)試技術(shù)
人類社會(huì)賴以生存的三大基礎(chǔ)要素是物質(zhì)、能量和信息。物質(zhì)是基礎(chǔ),能量是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力,而信息作用于物質(zhì)和能量并與人的主觀認(rèn)識(shí)相結(jié)合,使人們能很好地認(rèn)識(shí)物質(zhì)與能量,并推動(dòng)物質(zhì)的發(fā)展和能量的運(yùn)動(dòng)。信息具有可度量、可轉(zhuǎn)換、可處理、可控制、可存儲(chǔ)、可傳遞、可壓縮、可再生、可利用、可共享等特征。從理論上來(lái)研究信息及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)稱為信息科學(xué);從工程應(yīng)用上研究信息稱為信息技術(shù),它包括感測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、智能技術(shù)(計(jì)算機(jī)技術(shù))和控制技術(shù)。因此信息技術(shù)是獲取信息、傳遞信息、加工信息和再生信息的技術(shù)。
信息技術(shù)包括電子信息技術(shù)、光學(xué)信息技術(shù)和光電信息技術(shù)等。電子信息技術(shù)是以電子學(xué)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)信息獲取、加工、處理、傳輸、存儲(chǔ)和顯示的技術(shù),在電子信息技術(shù)中目前最熱而且影響最廣泛的是微電子技術(shù),它通過(guò)控制固體內(nèi)電子的微觀運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的加工和處理,即對(duì)信號(hào)處理與信號(hào)傳播都在微小尺寸內(nèi)進(jìn)行,也就是在微小的芯片上集成出來(lái)的。
光學(xué)信息技術(shù)是用純光學(xué)方法實(shí)現(xiàn)信息獲取、加工、處理、存儲(chǔ)和顯示的技術(shù)。如光材料技術(shù)(光纖材料、激光材料等),光器件技術(shù)(激光器、光耦合器、光調(diào)制器、光檢測(cè)器、透鏡、棱鏡等)和光學(xué)系統(tǒng)技術(shù),如光信息檢測(cè)系統(tǒng)、光信息處理(光數(shù)據(jù)連接與交換、光聯(lián)網(wǎng)、光圖像處理等)、光計(jì)算(光計(jì)算機(jī)及與外圍設(shè)備的連接)、光信息傳輸(遠(yuǎn)程傳輸、光空間通信等)和光存儲(chǔ)(光盤(pán))與顯示技術(shù)(液晶顯示、等離子顯示)等。光學(xué)信息傳輸?shù)目焖俸痛笕萘渴构庑畔⒓夹g(shù)頗具潛力。
光電信息技術(shù)是使電子學(xué)與光學(xué)渾然一體的技術(shù),是有關(guān)光與電子轉(zhuǎn)換及其應(yīng)用的技術(shù)。廣義上講,光電信息技術(shù)就是在光頻段的微電子技術(shù),它將光學(xué)技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)信息的獲取、加工、傳輸、控制、處理、存儲(chǔ)與顯示。它將光的快速(世界上運(yùn)動(dòng)速度最快的物質(zhì)是光)與電子信息處理的方便、快速相結(jié)合,因而具有許多無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。
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