光电探测技术与应用

第1章 光电探测技术基础 1.1 光电探测系统的描述 1.2 辐射度学和光度学 1.2.1 辐射度学的基本物理量 1.2.2 光度学的基本物理量 1.2.3 辐射度与光度学的基本定律 1.2.4 黑体辐射 1.3 半导体基础知识 1.3.1 半导体结构 1.3.2 半导体中的载流子 1.4 半导体的光电效应 1.4.1 光电导效应 1.4.2 p-n结光伏效应 1.4.3 光电发射效应 1.5 光电探测器的噪声和特性参数 1.5.1 光电探测器的噪声 1.5.2 探测器的主要特性参数 思考题与计算题 参考文献第2章 光电探测中的常用光源 2.1 光源的基本特性参数 2.1.1 辐射效率和发光效率 2.1.2 光谱功率分布 2.1.3 空间光强分布 2.1.4 光源的颜色 2.1.5 光源的色温 2.2 热辐射源 2.2.1 太阳 2.2.2 黑体模拟器 2.2.3 白炽灯 2.3 气体放电光源 2.3.1 汞灯 2.3.2 氙灯 2.3.3 空心阴极灯 2.4 固体发光光源 2.4.1 场致发光光源 2.4.2 发光二极管 2.4.3 其他固体发光光源 2.5 激光器 2.5.1 激光器的基本原理 2.5.2 激光器的分类 2.5.3 激光的特性 思考题与计算题 参考文献第3章 光电导器件 3.1 光敏电阻的工作原理与结构 3.1.1 光敏电阻的基本原理 3.1.2 光敏电阻的基本结构 3.1.3 几种典型的光敏电阻 3.2 光敏电阻的基本特参数 3.2.1 光电导增益 3.2.2 光谱响应率 3.2.3 光电特性 3.2.4 伏安特性 3.2.5 时间响应 3.2.6 前历效应 3.2.7 温度特性 3.3 光敏电阻的变换电路 3.3.1 基本偏置电路 3.3.2 恒流电路 3.3.3 恒压电路 3.3.4 应用举例 3.4 光敏电阻的应用实例 3.4.1 照明灯的光电控制电路 3.4.2 火焰探测报警器 3.4.3 照相机电子快门 思考题与计算题 参考文献第4章 半导体结型光电器件 4.1 结型光电器件基本原理 4.1.1 热平衡状态下的p-n结 4.1.2 光照下的p-n结 4.2 光电池 4.2.1 硅光电池的基本结构 4.2.2 硅光电池的工作原理 4.2.3 硅光电池的特性参数 4.3 硅光电二极管 4.3.1 硅光电二极管基本结构 4.3.2 硅光电二极管的工作原理 4.3.3 光电二极管的电流方程 4.3.4 光电二极管的基本特性 4.4 硅光电三极管 4.4.1 硅光电三极管基本结构 4.4.2 硅光电三极管工作原理 4.4.3 硅光电三极管的特性 4.5 结型光电器件的偏置电路和放大电路 4.5.1 反向偏置电路 4.5.2 零伏偏置电路 4.5.3 光电器件和放大电路的连接 4.6 特殊结型光电器件 4.6.1 PIN光电探测器 4.6.2 光电位置传感器(PSD) 4.6.3 象限探测器 4.7 半导体光电器件的特性参数与选择 4.7.1 半导体光电器件的特性参数 4.7.2 半导体光电器件的应用选择 思考题与计算题 参考文献第5章 光电成像器件 5.1 真空成像器件 5.1.1 像管 5.1.2 摄像管 5.2 固体成像器件 5.2.1 CCD 5.2.2 CMOS图像传感器 5.2.3 固体成像器件应用举例 思考题与计算题 参考文献第6章 红外与微光技术 6.1 红外探测器 6.1.1 热探测器 6.1.2 光子探测器 6.1.3 红外探测器阵列 6.2 微光夜视系统 6.3 红外辐射测量仪器 6.3.1 单色仪 6.3.2 光谱辐射计 6.3.3 红外分光光度计 6.3.4 傅里叶变换红外光谱仪 6.3.5 多通道光谱仪 6.4 红外技术的应用 思考题与计算题 参考文献第7章 微光信号处理技术 7.1 光电信号的滤波 7.1.1 维纳滤波器 7.1.2 匹配滤波器 7.2 相关检测 7.2.1 相关检测的数学原理 7.2.2 相关检测在光电信号处理中的应用 7.3 锁相放大技术 7.4 取样积分技术 7.5 光子计数器 思考题与计算题 参考文献第8章 常用光电探测技术 8.1 激光测试技术 8.1.1 激光干涉测试技术 8.1.2 激光衍射测试技术 8.1.3 激光测速技术 8.2 光纤测试技术 8.3 其他光电探测技术 8.3.1 三角法测试技术 8.3.2 机器视觉测试技术 8.3.3 莫尔测试技术 思考题与计算题 参考文献第9章 典型光电探测系统 9.1 瞬态表面高温测量及校准系统 9.1.1 瞬态表面高温光电探测系统 9.1.2 可溯源瞬态表面温度传感器动态校准系统 9.1.3 瞬态超高温测试的外推方法探索 9.2 激光光幕靶光电探测系统及校准 9.2.1 整体框架型激光光幕靶 9.2.2 分离型激光光幕靶 9.2.3 激光光幕靶的校准 9.2.4 激光光幕靶的应用拓展 9.3 其他光电探测系统 9.3.1 归一化植被指数光电探测系统 9.3.2 光纤传像元件光学特性光电探测系统 9.3.3 基于PSD的自动机运动参数光电探测系统 9.3.4 导弹轨上运动参数光电探测系统 思考题与计算题 参考文献附录 实验一 光电二极管光谱响应的测试 实验二 光敏电阻特性测试及应用 实验三 光纤位移传感实验 实验四 PSD位移测试 实验五 CCD摄像法测量圆形工件直径实验