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第1章 光辐射与激光原理 1

1.1 光辐射 1

1.1.1 电磁波谱 1

1.1.2 光辐射 2

1.2 辐射度量与光度量 5

1.2.1 辐射度量 5

1.2.2 光度量 7

1.2.3 光度量和辐射度量的关系 10

1.3 激光基本原理 10

1.3.1 光子的基本性质 10

1.3.2 激光产生的物理基础 11

1.4 典型激光器及其应用 16

1.4.1 激光器的种类 16

1.4.2 激光特性 16

工程技术案例 17

练习题 19

第2章 光束的传播 22

2.1 光在大气中的传播 22

2.1.1 大气传输 22

2.1.2 湍流效应 25

2.2 光在电光晶体中的传播 26

2.2.1 电光效应 27

2.2.2 相位延迟 29

2.3 光在声光晶体中的传播 34

2.3.1 声光效应 34

2.3.2 声光衍射 36

2.4 光在磁光介质中的传播 40

2.4.1 磁光效应 40

2.4.2 磁光偏振 40

2.5 光在光纤中的传播 43

2.5.1 弱导条件 43

2.5.2 阶跃型光纤中光的传播 44

2.5.3 梯度型光纤中子午光线的传播 46

2.5.4 光束在光纤波导中的衰减和色散特性 47

2.6 光在非线性介质中的传播 49

2.6.1 介质的非线性电极化 49

2.6.2 光学变频效应 50

2.6.3 强光引起介质折射率变化 53

工程技术案例 55

练习题 56

第3章 光束的调制与扫描技术 58

3.1 调制原理 58

3.1.1 幅度调制 59

3.1.2 角度调制 59

3.1.3 光强调制 60

3.1.4 脉冲调制 61

3.1.5 数字调制 62

3.2 电光调制 63

3.2.1 强度调制 63

3.2.2 角度调制 68

3.3 声光调制 69

3.3.1 工作原理 69

3.3.2 调制参量 70

3.3.3 声光匹配 72

3.4 磁光调制 73

3.4.1 工作原理 73

3.4.2 光强调制 73

3.5 内调制 74

3.5.1 LD调制原理 74

3.5.2 LED调制特性 75

3.5.3 模/数调制 75

工程技术案例 76

练习题 78

第4章 光的探测技术 80

4.1 物理效应 80

4.1.1 外光电效应 81

4.1.2 内光电效应 82

4.1.3 光热效应 83

4.1.4 光电转换定律 84

4.2 技术参数 85

4.2.1 灵敏度 85

4.2.2 量子效率 86

4.2.3 通量阈 88

4.2.4 噪声等效功率 88

4.2.5 归一化探测度 88

4.3 光敏电阻 90

4.3.1 工作原理 90

4.3.2 技术特性 91

4.4 光电池 94

4.4.1 工作原理 94

4.4.2 技术特性 95

4.4.3 太阳能电池 98

4.5 光电二极管 101

4.5.1 Si光电二极管 101

4.5.2 PIN硅光电二极管 104

4.5.3 雪崩光电二极管 105

4.6 光电三极管 107

4.6.1 光照特性 107

4.6.2 光谱特性 108

4.6.3 伏安特性 108

4.7 光电扫描技术 109

4.7.1 机械扫描 109

4.7.2 微机扫描 109

4.7.3 电光数字式扫描 112

工程技术案例 114

练习题 115

第5章 光电成像技术 118

5.1 工作原理 118

5.1.1 CCD结构与原理 119

5.1.2 CCD技术参数 124

5.1.3 CMOS结构与原理 126

5.1.4 IRFPA结构与原理 127

5.2 光电成像原理 130

5.2.1 基本结构 130

5.2.2 技术参数 131

5.3 红外成像技术 133

5.3.1 性能参数 133

5.3.2 空间分辨率 133

5.3.3 温度分辨率 135

5.4 夜视技术 137

5.4.1 微光像增强器的工作原理与性能参数 137

5.4.2 微光摄像CCD器件的工作原理 141

工程技术案例 142

练习题 144

第6章 显示技术 146

6.1 阴极射线管 146

6.1.1 黑白显像管 146

6.1.2 彩色显像管 147

6.2 液晶显示 149

6.2.1 液晶光学性质 149

6.2.2 扭曲向列型液晶显示 152

6.2.3 液晶显示器的技术参数 154

6.3 等离子体显示 156

6.3.1 发光原理 156

6.3.2 单色显示技术 157

6.3.3 彩色显示技术 158

6.4 电致显示技术 159

6.4.1 发光二极管显示原理与技术 159

6.4.2 有机发光二极管显示技术 159

工程技术案例 161

练习题 162

模拟练习题1 165

模拟练习题2 168

模拟练习题3 171

章节参考答案 173

参考文献 184