光電檢測技術與系統（簡體書）

光電檢測技術是建立在光電檢測器件基礎上的先進現代檢測技術，應用廣泛，發展迅速，其內容交叉性強。本書共十章，主要包括基礎理論、光電檢測器件、應用電路設計和典型應用系統四大部分。本書內容體系嚴謹，敘述簡明扼要，既重視基礎性，也講究實用性。本書可作為高等院校光電信息工程、光信息科學與技術、電子信息工程、通信工程、應用物理等專業本科層次的教學用書，也可供相關領域的科技工作者參考。

王文梁，男，博士，1978年生，籍貫浙江桐廬。現主要從事薄膜科學與技術、光電技術方面的研究和教學工作。

內容精煉、實用，經過實踐檢驗，獲得廣泛認可，教學效果有保證。

目錄




第1章 緒論 1
1.1 光電檢測技術概述 1
1.2 光電檢測系統的組成與特點 2
1.3 光電傳感器概述 4
1.4 光電檢測方法與發展趨勢 7
習題和思考 8
第2章 光電檢測技術相關物理基礎 10
2.1 光輻射概述 10
2.1.1 光輻射的內涵 10
2.1.2 光輻射的基本屬性 11
2.1.3 光輻射源 12
2.2 光輻射度量學 13
2.2.1 輻射度量學 13
2.2.2 光度量 17
2.2.3 輻射度量和光度量的基本定律 20
2.3 半導體物理基礎 22
2.3.1 半導體基本特性 22
2.3.2 PN結 28
2.4 光電檢測器件物理效應 31
2.4.1 內光電效應 32
2.4.2 外光電效應 36
2.4.3 光熱電效應 37
2.5 光電檢測器件主要特性 40
2.5.1 光電轉換定律 40
2.5.2 特性參數 40
習題和思考 46
第3章 光子型檢測器件 47
3.1 光電導探測器 47
3.1.1 光敏電阻的結構及工作原理 48
3.1.2 光敏電阻特性參數 50
3.1.3 光敏電阻的實際使用 54
3.2 光伏型探測器 56
3.2.1 光電池 56
3.2.2 光電二極管 64
3.2.3 光電三極管 71
3.2.4 光電位置敏感器件 76
3.3 光電發射型光電檢測器件 82
3.3.1 光電倍增管的原理和結構 82
3.3.2 光電倍增管特性 86
3.3.3 光電倍增管的實際應用 93
習題和思考 93
第4章 熱電檢測器件 96
4.1 熱敏電阻 96
4.1.1 基本結構和工作原理 97
4.1.2 熱敏電阻分類 98
4.1.3 熱敏電阻工作性能 101
4.1.4 熱敏電阻應用 104
4.2 熱電偶與熱電堆 105
4.2.1 熱電偶結構和工作原理 105
4.2.2 熱電偶冷端溫度誤差及其補償 107
4.2.3 熱電偶主要性能參數 108
4.2.4 熱電堆 109
4.2.5 熱電偶(堆)使用及注意事項 110
4.3 熱釋電探測器 110
4.3.1 熱釋電探測器工作原理和結構 111
4.3.2 典型熱釋電探測器 113
4.3.3 熱釋電探測器工作性能 116
4.3.4 熱釋電探測器應用 122
4.4 熱電檢測器件綜述 122
習題和思考 124
第5章 發光器件與光電耦合器 126
5.1 發光二極管 126
5.1.1 發光二極管的發光機理和基本結構 127
5.1.2 發光二極管分類 128
5.1.3 發光二極管工作性能 130
5.1.4 發光二極管特點與應用 137
5.2 半導體激光器 138
5.2.1 半導體激光器的工作原理和基本結構 139
5.2.2 半導體激光器分類 140
5.2.3 半導體激光器工作性能 142
5.2.4 半導體激光器的特點與應用 148
5.3 光電耦合器 148
5.3.1 光電耦合器的工作原理和基本結構 149
5.3.2 光電耦合器分類 150
5.3.3 光電耦合器工作特性 150
5.3.4 光電耦合器特點與應用 155
習題和思考 156
第6章 光電圖像檢測器件 157
6.1 光電圖像傳感器概述 157
6.1.1 光電圖像傳感器的發展歷程 157
6.1.2 光電圖像傳感器分類 159
6.1.3 光電圖像傳感器基本特性 160
6.2 CCD圖像傳感器 162
6.2.1 CCD基本結構 163
6.2.2 CCD工作原理 164
6.2.3 CCD工作性能 168
6.2.4 CCD特性和應用 172
6.3 CMOS圖像傳感器 173
6.3.1 CMOS圖像傳感器基本結構和工作原理 173
6.3.2 CMOS圖像傳感器工作性能 176
6.3.3 CMOS圖像傳感器特性和應用 177
6.4 CIS 179
6.4.1 CIS的工作原理和基本結構 179
6.4.2 CIS主要特點 181
習題和思考 181
第7章 光纖傳感檢測器件 183
7.1 光纖傳感器原理及分類 183
7.2 光纖傳感器典型實例及關鍵技術 185
7.2.1 強度調製型光纖傳感器 186
7.2.2 相位調製型光纖傳感器 190
7.2.3 偏振調製型光纖傳感器 196
7.2.4 頻率調製型光纖傳感器 200
7.3 分布式光纖傳感器 201
7.3.1 分布式光纖傳感器概述 202
7.3.2 分布式光纖傳感器構成技術 203
7.3.3 典型分布式光纖傳感器 206
7.4 光纖傳感器的特性和發展 212
習題和思考 213
第8章 光電檢測電路的設計 215
8.1 光電檢測器件的選擇 216
8.2 直流輸入電路的設計 219
8.2.1 恒流源型光電檢測器件輸入電路的設計 220
8.2.2 光伏型光電檢測器件輸入電路的設計 225
8.2.3 可變電阻型光電檢測器件輸入電路的設計 229
8.3 交流輸入電路的設計 232
8.3.1 光電二極管交流輸入電路的設計 233
8.3.2 光電池交流輸入電路的設計 235
8.4 前置放大器的連接和設計 236
8.4.1 前置放大器的連接 236
8.4.2 前置放大器的設計 238
8.5 光電檢測電路的特性 242
8.5.1 光電檢測電路的帶寬 242
8.5.2 光電檢測電路的頻率 244
8.5.3 光電檢測電路的噪聲 250
習題和思考 259
第9章 光電檢測方法與系統 261
9.1 光電檢測方法概述 261
9.2 光電檢測系統概述 266
9.3 光電非相干檢測技術與系統 267
9.3.1 光電非相干檢測系統的基本工作原理 267
9.3.2 光電非相干檢測系統的特性 268
9.3.3 光電非相干檢測系統常用的檢測方法和應用 277
9.4 光電相干檢測技術與系統 292
9.4.1 光電相干檢測的基本工作原理 293
9.4.2 光電相干檢測的特性 295
9.4.3 光電相干檢測實現條件 299
9.4.4 光電相干檢測方法與應用 303
習題和思考 310
第10章 光電檢測技術典型應用 312
10.1 光電檢測技術與安全工程 312
10.1.1 人居環境安全監測 312
10.1.2 特殊環境安全監測 317
10.2 光電檢測技術與工程機械 319
10.2.1 CCD成像測量技術 319
10.2.2 光電紅外無損探傷技術和系統 324
10.3 光電檢測技術與生物醫學 327
10.3.1 光學相干層析成像技術 327
10.3.2 生物芯片檢測技術 329
10.4 光電檢測技術與環保科學 333
10.4.1 大氣環境監測技術 333
10.4.2 水環境監測技術 339
10.5 光電檢測技術與軍事科技 342
10.5.1 光電精確制導技術 342
10.5.2 激光雷達技術 349
習題和思考 354