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目录 1

第1章　光电检测技术基础 1

1.1　辐射度量与光度量的基础知识 1

1.1.1　光的本质 1

1.1.2　辐射度的基本物理量 2

1.1.3　光度的基本物理量 5

1.1.4　热辐射的基本物理量 9

1.1.5　辐射度与光度中的基本定律 10

1.2　半导体的基础知识 15

1.2.1　能带理论 15

1.2.2　热平衡载流子 19

1.2.3　非平衡载流子 21

1.2.4　载流子的运动 25

1.3　光电检测器件的基本物理效应 27

1.3.1　光电子发射效应 28

1.3.2　内光电效应（光电导效应与光伏效应） 31

1.3.3　光热效应 35

1.3.4　热效应和光效应的差别 38

1.4　光电检测器件的特性参量 39

1.4.1　光电探测器的噪声 39

1.4.2　有关响应方面的特性参数 43

1.4.3　其他参数 45

1.5　习题 46

第2章　光电转换器件 48

2.1　光电导器件 48

2.1.1　光敏电阻材料与电极结构 49

2.1.2　光敏电阻的主要特征 50

2.1.4　几种常用的光敏电阻 55

2.1.3　光电导探测器的噪声 55

2.2　光电池 57

2.2.1　硅光电池的基本结构和工作原理 58

2.2.2　硅光电池的特性参数 59

2.2.3　光电池的应用 62

2.3　光电二极管与光电三极管 64

2.3.1　光电二极管 64

2.3.2　光电三极管 72

2.4　光电倍增管 79

2.4.1　光电倍增管（PMT）的结构与工作原理 79

2.4.2　工作特性参数 83

2.4.3　光电倍增管的应用 90

2.5　各种光电检测器件的性能比较和应用选择 94

2.5.1　接收光信号的方式 94

2.5.3　光电检测器件的应用选择 95

2.5.2　各种光电检测器件的性能比较 95

2.6　变像管、像增强管、摄像管 98

2.6.1　光电成像器件的基本特性 98

2.6.2　光电成像原理 100

2.6.3　像管的结构与工作原理 102

2.6.4　像管的主要特性 103

2.6.5　变像管与像增强管 104

2.6.6　摄像管 106

2.7　电荷耦合器件（CCD） 108

2.7.1 CCD的基本结构与工作原理 109

2.7.2 CCD摄像器件 114

2.7.3 CCD的性能与应用 117

2.8　热电检测器件 118

2.8.1　基本原理 119

2.8.2　热电偶和热电堆 121

2.8.3　测辐射热计 123

2.8.4　热释电探测器 125

2.9　习题 129

第3章　发光器件 133

3.1　发光二极管 133

3.1.1　发光二极管原理 134

3.1.2　发光二极管的特性参数 134

3.1.3　发光二极管的应用 137

3.2　激光器 138

3.2.1　激光器的工作原理 138

3.2.2　激光器的类型 139

3.2.3　激光的特性 142

3.3　场致发光屏、液晶显示器件、电子束显示器件 143

3.3.1　场致发光屏 143

3.3.2　液晶显示器件 150

3.3.3　电子束显示器件 155

3.4　热辐射光源与气体放电光源 160

3.4.1　热辐射光源 160

3.4.2　气体放电光源 162

3.5　光电耦合器件 166

3.5.1　光电耦合器件的结构类型和组合方式 166

3.5.2　光电耦合器件的基本特性 168

3.5.3　光电耦合器件的特点 170

3.5.4　光电耦合器件抗干扰强的原因 170

3.5.5　光电耦合器件的应用 171

3.6　习题 171

第4章　光电信号的变换及检测技术 173

4.1　光电变换的基本形式与类型 173

4.1.1　光电变换的基本形式 173

4.2　光电检测的基本方法 176

4.1.2　光电变换的类型 176

4.2.1　光通量的幅度测量 177

4.2.2　光通量的频率测量 182

4.2.3　光通量的相位和时间测量 184

4.3　光信号的调制检测 187

4.3.1　调制的基本概念 187

4.3.2　典型的调制方法 188

4.3.3　调制器 190

4.4　简单光学目标的空间检测 198

4.4.1　几何中心检测法 199

4.4.2　亮度中心检测法 203

4.5　光学图像的扫描 212

4.5.1　扫描的基本原理和分类 212

4.5.2　图像扫描 216

4.5.3　实体扫描 219

4.6　习题 222

第5章　光电信号的检测方法 224

5.1　几何量的光电检测法 224

5.1.1　尺寸检测 224

5.1.2　表面缺陷检测 229

5.1.3　干涉图形的检测 230

5.1.4　轴向测距 231

5.2　物理变换的光电检测方法 233

5.2.1　光电干涉测量技术 233

5.2.2　单频光相干的条纹检测 235

5.2.3　双频光相干的差频检测 238

5.3　光电检测在其他方面的应用 243

5.3.1　光电检测在遥感方面的应用 243

5.3.2　光电检测在原子吸收光谱分析中的应用 247

5.3.3　光电检测在机械量检测中的应用 249