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第一章 光和光的传播特性及光调制原理 1

第一节 光和光的传播特性 1

一、光波 1

二、光子 4

三、光在光纤介质中的传播 5

第二节 光强度调制 9

一、辐射式 9

二、反射式 10

三、遮挡式 10

四、透射式 11

第三节 光相位调制 12

一、光相位调制的原理 12

二、光的干涉 12

三、光的衍射 15

第四节 光的偏振调制 20

一、旋光现象 20

二、法拉第效应 21

三、光弹效应 21

四、克尔电光效应 23

一、光频调制 24

第五节 光的频率和波长调制 24

二、波长调制 26

第二章 光电检测用光源 29

第一节 光的产生 29

一、光的辐射 29

二、光的产生方法 30

第二节 发光二极管 31

一、LED发光机理及发光光谱 31

二、LED的特性及参数 32

三、LED的驱动电路 34

一、激光的特点 35

第三节 激光光源 35

二、激光的形成 37

三、激光的模式 39

四、氦氖激光器 41

五、半导体激光器 42

第四节 其它光源 43

一、热辐射光源 44

二、气体放电光源 44

二、光电探测器原理 46

一、光电探测器的种类 46

第三章 光电探测器 46

第一节 光电探测器原理及特性 46

三、光电探测器的特性参数 48

四、光电探测器的噪声 50

第二节 光电子发射器件 51

一、光电管 51

二、光电倍增管 54

一、硫化镉CdS和硒化镉CdSe光敏电阻 60

二、硫化铅PbS和硒化铅PbSe光敏电阻 60

第三节 光电导探测器件 60

三、锑化铟InSb和砷化铟InAs光敏电阻 62

四、杂质光电导探测器 62

五、多元系本征光电导探测器 63

第四节 光伏探测器件 64

一、硅光电池 64

二、光电二极管 66

三、其它类型的光电二极管 68

四、光电三极管 70

第五节 电荷耦合器件 72

一、CCD工作原理 73

二、CCD摄象原理 77

三、CCD摄象器件的基本性能 80

第四章 光探测技术 81

第一节 光探测器的偏置 81

一、光探测器的偏置 81

二、几种常用的偏置电路 81

一、直接探测的基本原理 84

二、直接探测的基本特性 84

第二节 光直接探测方法 84

第三节 光外差探测方法 86

一、光外差探测的基本原理 86

二、光外差探测的空间条件和频率条件 88

三、三频光外差探测 90

第四节 弱光信号的探测 91

一、取样积分器 91

二、锁相放大器 93

三、光子计数器 95

第一节 光电开关与光电转速计 98

一、光电开关 98

第五章 光强度调制检测系统 98

二、光电转速计 100

第二节莫尔条纹测长仪 102

一、莫尔条纹 102

二、莫尔条纹测长原理 104

三、细分判向原理 105

四、置零信号的产生 109

第三节 激光测距仪 109

一、脉冲激光测距仪 109

二、相位激光测距仪 111

第四节 激光准直仪 114

一、激光准直仪的原理和基本结构 114

二、发射光学系统 115

三、光电目标靶 116

第五节反射型光纤位移测量系统 118

一、位移传感机理 118

二、测量系统组成 120

第六节 视频图象测量 122

一、电视图象测量 122

二、CCD固体摄象测量 124

第七节 红外方位探测系统 127

一、调制盘 128

二、位标器结构与工作原理 130

三、坐标变换 131

第六章 光相位调制检测系统 133

第一节 光相位调制的检测 133

一、光相位调制的探测 133

二、几种基本干涉系统 133

三、影响干涉信号的因素 138

一、激光干涉测长的基本原理 140

第二节 干涉测量技术 140

二、激光干涉测长仪的光路设置 141

三、干涉信号的方向判别与计数 143

四、干涉信号的移相技术 143

五、对测量系统的设计考虑 147

六、折射率的干涉测量方法 148

七、调制干涉测量技术 149

第三节 相位调制型光纤传感器 151

一、光纤相位调制原理 152

二、光纤干涉仪的光相位检测 154

三、光纤干涉仪的应用 155

一、测量原理 161

二、基本方案及其分析 161

第四节 光衍射测量技术 161

三、间隙测量法 163

四、应用互补原理的衍射测量 166

五、测量精度与最大量程 167

第一节 光偏振检测系统有关光学器件 169

一、波片 169

第七章 光偏振调制检测系统 169

二、偏振分光器件 171

三、棱镜反射器 172

第二节 光弹性效应测力计 173

一、光弹性效应测力计工作原理 173

二、光弹性效应测力计的基本结构 174

第三节 光纤电流电压测试系统 175

一、磁光式光纤电流测试系统 175

二、光纤电压测试系统 177

第一节 激光多普勒测速仪 182

一、激光测速仪中的外差检测模式 182

第八章 光频率与波长调制检测系统 182

二、激光测速仪的构成与特点 186

三、流速方向的判别 186

四、二维激光测速原理与光路 187

五、激光多普勒信号处理方式 188

六、激光测速仪的应用 189

第二节 双频激光测长仪 189

一、双频激光干涉测长原理 189

二、双频测长仪与单频干涉仪的比较 190

三、双频激光的产生 191

四、应用举例 192

第三节 光电比色温度计 194

一、比色测温法原理 194

二、单通道光色比色温度计 197

三、双通道光色比色温度计 199

第四节 光电荧光计 200

一、测量溶液浓度的光电荧光计 200

二、供固体试样用的光电荧光计 202

三、由光电分光光度计改装的荧光计 202

思考题和习题 204

参考文献 207