光電檢測技術(shù)2005年

第1章光電檢測應(yīng)用中的基礎(chǔ)知識（1）

1 1輻射度學(xué)和光度學(xué)基本概念（1）

1 1 1輻射度學(xué)基本物理量（1）

1 1 2光度學(xué)基本物理量（3）

1 1 3其他基本概念（5）

1 2半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識（7）

1 2 1固體的能帶結(jié)構(gòu)（7）

1 2 2熱平衡下的載流子濃度（10）

1 2 3半導(dǎo)體中的非平衡載流子（11）

1 2 4載流子的擴(kuò)散與漂移（12）

1 3基本定律（14）

1 3 1黑體輻射定律（14）

1 3 2光電效應(yīng)（16）

1 4光電探測器的噪聲和特性參數(shù)（19）

1 4 1光電探測器中的噪聲（20）

1 4 2光電探測器的特性參數(shù)（24）

1 4 3光電探測器的合理選擇（27）

練習(xí)題（27）

第2章光電檢測中的常用光源（28）

2 1光源的特性參數(shù)（28）

2 1 1輻射效率和發(fā)光效率（28）

2 1 2光譜功率分布（29）

2 1 3空間光強(qiáng)分布（30）

2 1 4光源的顏色（30）

2 1 5光源的色溫（31）

2 2熱輻射源（31）

2 2 1太陽（31）

2 2 2黑體模擬器（32）

2 2 3白熾燈（33）

2 3氣體放電光源（34）

2 3 1脈沖燈（34）

2 3 2原子光譜燈（36）

2 3 3汞燈（36）

2 4固體發(fā)光光源（37）

2 4 1場致發(fā)光光源（37）

2 4 2其他平板顯示器件（39）

2 4 3結(jié)型發(fā)光光源——發(fā)光二極管和激光二極管（42）

2 5激光器（46）

2 5 1激光原理（46）

2 5 2激光器的結(jié)構(gòu)和工作過程（49）

2 5 3激光器的類型（50）

2 5 4激光的特性（53）

練習(xí)題（54）

第3章結(jié)型光電器件（55）

3 1結(jié)型光電器件工作原理（55）

3 1 1熱平衡狀態(tài)下的PN結(jié)（55）

3 1 2光照下的PN結(jié)（56）

3 2硅光電池（58）

3 2 1硅光電池的基本結(jié)構(gòu)和工作原理（58）

3 2 2硅光電池的特性參數(shù)（59）

3 3硅光電二極管和硅光電三極管（62）

3 3 1硅光電二極管（62）

3 3 2硅光電三極管（63）

3 3 3硅光電三極管與硅光電二極管特性比較（64）

3 4結(jié)型光電器件的放大電路（67）

3 4 1結(jié)型光電器件與放大三極管的連接（67）

3 4 2光電器件與集成運(yùn)算放大器的連接（67）

3 5特殊結(jié)型光電二極管（68）

3 5 1象限探測器（68）

3 5 2PIN型光電二極管（69）

3 5 3雪崩光電二極管（75）

3 5 4紫外光電二極管（76）

3 5 5半導(dǎo)體色敏器件（76）

3 6結(jié)型光電器件的應(yīng)用實(shí)例——光電耦合器件（78）

3 6 1光電耦合器件的分類、結(jié)構(gòu)和用途（79）

3 6 2光電耦合器件的基本電路（80）

練習(xí)題（81）

第4章光電導(dǎo)器件（83）

4 1光敏電阻的工作原理（83）

4 1 1光敏電阻的結(jié)構(gòu)和分類（83）

4 1 2光敏電阻的工作原理（84）

4 2光敏電阻的主要特性參數(shù)（85）

4 2 1光電導(dǎo)靈敏度（86）

4 2 2光電導(dǎo)增益（86）

4 2 3量子效率（87）

4 2 4光譜響應(yīng)率與光譜響應(yīng)曲線（87）

4 2 5響應(yīng)時(shí)間和頻率特性（89）

4 2 6光電特性和γ值（91）

4 2 7前歷效應(yīng)（91）

4 2 8溫度特性（92）

4 3光敏電阻的偏置電路和噪聲（93）

4 3 1偏置電路（93）

4 3 2噪聲等效電路（95）

4 4光敏電阻的特點(diǎn)和應(yīng)用（96）

4 4 1光敏電阻的特點(diǎn)（96）

4 4 2光敏電阻使用時(shí)的注意事項(xiàng)（96）

4 4 3常見光敏電阻（97）

4 4 4光敏電阻的應(yīng)用（97）

練習(xí)題（98）

第5章真空光電器件（99）

5 1光電陰極（99）

5 1 1光電陰極的主要參數(shù)（99）

5 1 2光電陰極的分類（100）

5 1 3常用光電陰極材料（101）

5 2光電管與光電倍增管（103）

5 2 1光電管（103）

5 2 2光電倍增管（104）

5 3光電倍增管的主要特性參數(shù)（108）

5 4光電倍增管的供電和信號輸出電路（113）

5 4 1高壓電源（114）

5 4 2高壓分壓電路（115）

5 4 3分壓電流與輸出線性的關(guān)系（115）

5 4 4信號輸出方式（117）

5 5微通道板光電倍增管（118）

5 6光電倍增管的應(yīng)用（120）

5 6 1光譜測量（120）

5 6 2極微弱光信號的探測——光子計(jì)數(shù)（120）

5 6 3射線的探測（121）

練習(xí)題（122）

第6章真空成像器件（124）

6 1像管（124）

6 1 1像管結(jié)構(gòu)和工作原理（125）

6 1 2像管的特性參量（127）

6 2常見像管（128）

6 2 1常見變像管（128）

6 2 2常見像增強(qiáng)器（129）

6 2 3特殊變像管（132）

6 3攝像管（134）

6 3 1攝像管的作用及分類（134）

6 3 2攝像管的結(jié)構(gòu)和工作原理（135）

6 4光導(dǎo)靶和存儲靶（136）

6 4 1視像管靶（136）

6 4 2光電發(fā)射型攝像管靶——存儲靶（139）

6 5攝像管的特性參數(shù)（140）

6 5 1攝像管的特性參數(shù)（140）

6 5 2不同視像管的特性參數(shù)比較（143）

6 6攝像管的發(fā)展方向（144）

練習(xí)題（144）

第7章固體成像器件（145）

7 1電荷耦合器件（145）

7 1 1電荷耦合器件的結(jié)構(gòu)（145）

7 1 2電荷耦合原理與電極結(jié)構(gòu)（146）

7 1 3電荷耦合器件的組成及其工作原理（147）

7 1 4電荷轉(zhuǎn)移溝道類型（149）

7 2電荷耦合器件的分類（150）

7 2 1線陣CCD（150）

7 2 2面陣CCD（151）

7 3CCD攝像機(jī)分類（153）

7 3 1可見光CCD（153）

7 3 2IRCCD（156）

7 3 3X射線CCD（156）

7 3 4紫外CCD（157）

7 4CCD的性能參數(shù)（157）

7 4 1電荷轉(zhuǎn)移效率和轉(zhuǎn)移損失率（157）

7 4 2光譜響應(yīng)率和干涉效應(yīng)（158）

7 4 3分辨率和調(diào)制傳遞函數(shù)（158）

7 4 4動態(tài)范圍（159）

7 4 5暗電流和噪聲（159）

7 5自掃描光電二極管陣列（160）

7 5 1光電二極管陣列的結(jié)構(gòu)形式和工作原理（160）

7 5 2SSPD線陣（162）

7 5 3SSPD面陣（163）

7 5 4SSPD的主要特性參數(shù)（164）

7 5 5SSPD器件的信號讀出及放大電路（166）

7 6固體攝像器件的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用（166）

練習(xí)題（168）

第8章紅外輻射與紅外探測器（169）

81紅外輻射的基本知識（169）

811紅外輻射（169）

812紅外輻射源（170）

82紅外探測器（170）

821熱探測器（171）

822光子探測器（174）

83紅外探測器的性能參數(shù)及使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)（175）

831紅外探測器的性能參數(shù)（175）

832紅外探測器使用中應(yīng)注意的問題（175）

84紅外測溫（177）

841紅外測溫原理（177）

842紅外測溫的特點(diǎn)（177）

843熱輻射傳感器（177）

85紅外成像（180）

851紅外成像器件（180）

852紅外熱像儀（181）

853紅外分析儀（183）

86紅外無損檢測（184）

861焊接缺陷的無損檢測（184）

862鑄件內(nèi)部缺陷探測（185）

863疲勞裂紋探測（185）

87紅外探測技術(shù)在軍事上的應(yīng)用（186）

871紅外偵察（186）

872紅外雷達(dá)（186）

練習(xí)題（187）

第9章光導(dǎo)纖維與光纖傳感器（188）

91光導(dǎo)纖維基礎(chǔ)知識（188）

911光纖的結(jié)構(gòu)（188）

912光纖的種類（188）

913光纖的傳輸模式（189）

914光纖的傳光原理（189）

915光纖的傳輸特性（191）

916光纖的耦合（193）

92光導(dǎo)纖維的應(yīng)用（194）

921光纖在直接導(dǎo)光方面的應(yīng)用（194）

922光纖制品在傳像方面的應(yīng)用（196）

93光纖傳感器的分類及構(gòu)成（198）

931光纖傳感器的分類（198）

932光纖傳感器的基本構(gòu)成（199）

933光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)（199）

94功能型光纖傳感器（200）

941相位調(diào)制型光纖傳感器（200）

942光強(qiáng)調(diào)制型光纖傳感器（202）

943偏振態(tài)調(diào)制型光纖傳感器（203）

95非功能型光纖傳感器（204）

951傳輸光強(qiáng)調(diào)制型光纖傳感器（204）

952反射光強(qiáng)調(diào)制型光纖傳感器（205）

953頻率調(diào)制型光纖傳感器（206）

954光纖液位傳感器（208）

練習(xí)題（209）

第10章太赫茲波的產(chǎn)生與檢測（210）

101概述（210）

1011光電導(dǎo)天線（211）

1012光整流（212）

1013太赫茲的探測（214）

102THz輻射光譜學(xué)（218）

1021透射型THz時(shí)域光譜系統(tǒng)（219）

1022反射型THz時(shí)域光譜系統(tǒng)（223）

103THz輻射成像（224）

1031THz射線成像的基本原理（224）

1032THz掃描成像（224）

1033THz實(shí)時(shí)成像（225）

1034THz層析成像（226）

1035THz近場成像（228）

1036THz射線成像技術(shù)的應(yīng)用（229）

練習(xí)題（231）

習(xí)題參考答案（232）

參考文獻(xiàn)（233）

本書主要根據(jù)非光電類專業(yè)的教學(xué)要求，著重介紹常用光電器件的工作原理、基本要求、特性參數(shù)和應(yīng)用情況。具體包括光電檢測應(yīng)用中的基礎(chǔ)知識、 常用電源、結(jié)型光電器件、光電導(dǎo)器件、真空光電器件、真空成像器件、固體成像器件、紅外輻射與紅外探測器、光導(dǎo)纖維與光纖傳感器，最后介紹了太赫茲波的產(chǎn)生與檢測。本書可作為高等教育電氣類、自動化、醫(yī)學(xué)類等專業(yè)的教學(xué)用書，主要對象是理工科學(xué)生，也可供從事相關(guān)工作的技術(shù)人員參考。

• 光電檢測技術(shù)：2009年中國計(jì)量出版社出版的圖書

• 光電檢測技術(shù)：2005年清華大學(xué)出版社出版的圖書

本書系統(tǒng)全面地介紹了光電檢測技術(shù)的基本概念、各種光電檢測器件的工作原理及其特性和典型應(yīng)用。本書共分9章,主要內(nèi)容包括緒論、光電檢測器件工作原理及特性、半導(dǎo)體光電檢測器件及應(yīng)用、光電信號檢測電路、光電直接檢測系統(tǒng)、光外差檢測系統(tǒng)、光纖傳感檢測技術(shù)、光電信號的數(shù)據(jù)采集與微機(jī)接口、光電檢測技術(shù)的典型應(yīng)用。

本書注重理論與實(shí)際相結(jié)合,一方面注重光電檢測技術(shù)的基本概念和基本原理的講述,另一方面著重介紹光電檢測技術(shù)的應(yīng)用成果。本書既可作為高等院校的光電信息工程、光電子科學(xué)與技術(shù)、測控技術(shù)與儀器、機(jī)械電子工程、生物醫(yī)學(xué)工程、光機(jī)電一體化等專業(yè)的本科生及研究生教學(xué)用書,也可作為相關(guān)專業(yè)的科研人員和工程技術(shù)人員的參考用書。

第一章 概論

第一節(jié) 人的視覺功能及其擴(kuò)展

一、人的視覺功能

二、光學(xué)儀器是人類視覺的擴(kuò)展

第二節(jié) 光電技術(shù)與光電檢測技術(shù)及光電傳感器

一、光電技術(shù)與光電檢測技術(shù)的含義

二、光電傳感器

第三節(jié) 光電檢測系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)

一、光電檢測系統(tǒng)的組成

二、光電檢測系統(tǒng)的特點(diǎn)

第四節(jié) 光電技術(shù)與光電檢測技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

一、光電技術(shù)與光電檢測技術(shù)的發(fā)展及趨勢

二、光電技術(shù)與光電檢測技術(shù)的應(yīng)用

第二章 光電檢測技術(shù)基礎(chǔ)

第一節(jié) 輻射度量與光度量

一、光的基本性質(zhì)

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(guān)系

第二節(jié) 半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)

一、半導(dǎo)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(yùn)動

六、半導(dǎo)體對光的吸收

七、半導(dǎo)體的PN結(jié)及金屬與半導(dǎo)體的接觸

第三節(jié) 光電效應(yīng)

一、光電導(dǎo)效應(yīng)

二、光生伏特效應(yīng)

三、光電發(fā)射效應(yīng)

第三章 光電檢測器件

第一節(jié) 光電檢測器件的基本特性參數(shù)

一、有關(guān)響應(yīng)方面的特性參數(shù)

二、有關(guān)噪聲方面的參數(shù)

第二節(jié) 真空光電探測器件

一、光電發(fā)射材料

二、光電倍增管（PMT）

三、微通道板（MCP）光電倍增管

第三節(jié) 半導(dǎo)體光電導(dǎo)型檢測器件

一、光敏電阻的結(jié)構(gòu)與工作原理

二、光敏電阻的特性參數(shù)

三、光敏電阻的優(yōu)缺點(diǎn)及使用要點(diǎn)

四、光敏電阻的應(yīng)用

第四節(jié) 半導(dǎo)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(dǎo)型器件的區(qū)別及使用要點(diǎn)

第五節(jié) 幾種特殊的半導(dǎo)體光電檢測器件

一、象限檢測器件

二、楔環(huán)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(jié) 各種光電檢測器件的性能比較和應(yīng)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(yīng)用選擇

第四章 熱電檢測器件

第一節(jié) 熱電檢測器件的基本原理

一、熱電檢測器件的共性

二、熱電檢測器件的最小可探測功率

第二節(jié) 熱電偶與熱電堆

一、熱電偶的結(jié)構(gòu)及工作原理

二、熱電偶的參數(shù)

三、熱電堆

四、使用注意事項(xiàng)

……

第五章 光電成像檢測器件

第六章 發(fā)光與耦合器件

第七章 光電信號檢測電路設(shè)計(jì)

第八章 光電信號的數(shù)據(jù)采集與計(jì)算機(jī)接口

第九章 光電信號的變換和檢測技術(shù)

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(shù)的典型應(yīng)用

參考文獻(xiàn)2100433B