光电检测与信息处理技术是光电子技术与信息处理技术的紧密结合,是现代信息技术的精髓,已广泛应用于工业、农业、家庭、医学、军事和空间科学技术等领域。本书首先系统地介绍了光度学基本理论、电子学基本理论、光电测量的光学基础,然后深入地阐述了常用光辐射源与发光器件、常用显示器件及其扩展应用、光电探测器件、现代图像信息处理技术及光电信息处理技术的典型应用,比较注重光电信息技术应用领域科研的新成果和技术的新发展。
光电检测与信息处理技术_王晓曼 等编_电子工业出版社_

光电检测技术是将光学与电子学技术相结合而产生的一门新兴检测技术,它展现出测量精度高、速度快、非接触、自动化程度高等突出特点。近年来,随着新型光源和探测器件的不断发展和完善,光电测试理论逐步成熟,光电测试方法也不断发展和完善,从而形成一门新的学科分支,并备受广大工程技术人员重视,成为人们研究的热点。
光电检测与信息处理技术综合利用光学、电子学、信号处理等有关知识,深刻挖掘光学的空域,电学的时域以及光学与电子学的内在深入联系,是解决光与电时空变换等重要问题的一门技术。
随着现代集成电路技术的发展,光电检测与信息处理技术日趋完���。本书从工程实际应用出发,系统讨论光电检测与信息处理的有关理论和方法,尤其注重光与电的学科交叉,由浅入深,通俗易懂。全书共分7章,第1章是光学基础,主要阐述光度学和辐射度学的基础理论,并从常用光学元件入手,逐步过渡到光学组件和光学系统的介绍;第2章是电子学基础,提供了电子学从信号转换到信号处理、从模拟量到数字量转换所使用的基本电路元件或单元集成器件的选择依据和方法;第3章是常用光辐射源与发光器件,**介绍热辐射光源、气体放电光源、发光二极管和激光器等光源的发光机理和主要特性;第4章是常用显示器件及其扩展应用,**介绍电视原理、阴极射线管显示、液晶显示、等离子体显示、有机电致发光显示及数字微镜器件等代表性的现代显示器件;第5章是光电探测器件,首先介绍光电探测器件的工作机理即四大光电效应理论,然后详细阐述光电探测器件的重要性能参数和选择依据,*后给出常用的光电探测器件如光电倍增管、光电导管、光伏探测器、CCD图像传感器及高端的光栅尺、光电编码器、光纤陀螺等;第6章是现代光电图像信息处理,介绍了现代数字图像处理的基础理论,给出典型光学成像系统设计时参数计算方法和组件选择依据,并提供了几种使用图像法进行实际测量的范例;第7章是光电信息处理技术典型应用实例,该章所述实例是作者带领的科研团队多年从事国防建设、高科技研究与理论教学的经验总结和成果汇总。
本书充分体现了光电检测技术、信息处理技术的学科交叉,是团队中光、机、电、算相关人员集体智慧的结晶,内容涉及的光电探测、光电传输、光电跟踪、光电制导等前沿技术,均提供了科研实例,语言简洁、通俗易懂,描述清楚,既有超前引导作用,又有实际的参考价值。
为夯实理论教学基础,体现宽专业、讲特色教学理念,发挥长春光谷得天独厚的光电产业优势,团队开发了系列化光电检测与信息处理实验教学仪器,已在全国范围内销售,得到了用户的一致好评。
为方便教师教学,本书配有免费教学课件,同时本书还有配套可选的实验设备与实验指导教材,欢迎选用本书作为教材的老师咨询与关注。
本书参阅了大量的参考资料,使本书的内容更加充实,在此向有关作者表示衷心的感谢。由于水平有限,光电检测与信息处理技术发展迅速,涉及的学科范围又很宽,加上作者的知识局限性,难免在书中存在纰漏,请读者不吝指正。
在本书的编写过程中,得到了长春理工大学刘树昌教授、王春艳教授、段锦教授、刘智教授、祝勇博士、刘敏时博士和杨阳博士的支持,在此深表感谢!

绪论
0.1 光电检测技术的研究领域
0.1.1 光度量和辐射度量的检测
0.1.2 光电器件及光电成像系统特性的检测
0.1.3 光学材料、光学元件及系统特性的检测
0.1.4 非光学物理量的光电检测
0.2 光电检测技术的特点
0.3 光电检测的方法
第1章 光学基础
1.1 光的概念与度量
1.1.1 光的概念
1.1.2 光的基本度量
1.1.3 辐射度学和光度学中的两个基本定律
1.2 常用光学元器件
1.2.1 透镜元器件
1.2.2 反射元器件
1.2.3 光楔
1.2.4 棱镜
1.2.5 偏光器件
1.2.6 滤光片
1.3 常用光学组件
1.3.1 平行光管
1.3.2 积分球
1.4 典型光学系统
1.4.1 显微光学系统
1.4.2 望远光学系统
1.4.3 摄影与投影光学系统
1.4.4 实施激光束变换的光学系统
1.5 常用光学计量仪器仪表
1.5.1 单色仪
1.5.2 光谱仪
1.5.3 照度计
1.5.4 亮度计
1.5.5 光功率计
1.5.6 光能量计
1.5.7 干涉仪
1.6 光调制技术
第2章 电子学基础
2.1 基本电路部件
2.2 运算放大器
2.2.1 检测系统中的主要噪声
2.2.2 信噪比和噪声系数
2.2.3 噪声带宽
2.2.4 常用运算放大器类型
2.2.5 集成运算放大器的选择
2.3 有源滤波器
2.4 电压比较器
2.5 模数变换器(A/D)
2.5.1 主要技术指标
2.5.2 A/D转换器分类
2.6 数模变换器(D/A)
2.6.1 概述
2.6.2 主要技术指标
2.6.2 D/A转换器分类
2.3.3 D/A转换器与微型计算机的接口形式
第3章 常用光辐射源与发光器件
3.1 黑体辐射和自然辐射源
3.1.1 黑体辐射
3.1.2 自然辐射源
3.2 光源的基本特征参数
3.2.1 辐射效率和发光效率
3.2.2 光谱功率分布
3.2.3 光强空间分布
3.2.4 光源的色温
3.2.5 光源的颜色
3.3 热辐射光源
3.3.1 钨丝白炽灯
3.3.2 卤钨灯
3.3.3 黑体辐射器
3.4 气体放电光源
3.4.1 气体放电光源的基本结构、放电原理及特点
3.4.2 气体放电光源分类
3.5 固体发光光源
3.5.1 场致发光光源
3.5.2 发光二极管
3.6 激光器
3.6.1 激光产生的机理
3.6.2 常用激光器简介
3.6.3 激光的特性和激光参量测试
第4章 常用显示器件及其扩展应用
4.1 电视基础知识
4.1.1 电子扫描
4.1.2 模拟黑白全电视信号
4.1.3 模拟彩色电视信号
4.1.4 数字视频--数字电视技术
4.2 CRT显示
4.2.1 CRT显示器的基本结构和工作原理
4.2.2 CRT显示器的特点与应用
4.3 液晶显示
4.3.1 液晶的基本知识
4.3.2 液晶的基本性质
4.3.3 液晶的光学基础
4.3.4 常用液晶显示器件及特点
4.3.5 液晶光阀
4.4 PDP等离子体显示
4.4.1 等离子体显示工作原理
4.4.2 等离子体显示的特点与应用
4.5 有机电致发光显示
4.5.1 OLED器件结构与工作原理
4.5.2 OLED的驱动方式
4.5.3 OLED的特点和应用
4.6 基于DMD的投影显示
4.6.1 投影显示的基本知识
4.6.2 基于DMD的投影显示
4.7 应用实例
4.7.1 基于液晶的激光光强控制系统
4.7.2 基于液晶的激光偏振调制技术
4.7.3 基于液晶的激光偏振测量系统
4.7.4 基于DMD的红外视景生成器
第5章 光电探测器件
5.1 光电效应理论
5.1.1 光电导效应
5.1.2 光生伏**应
5.1.3 外光电效应
5.1.4 热释电效应
5.2 光电探测器件基本特性
5.2.1 积分灵敏度R
5.2.2 光谱灵敏度R
5.2.3 频率灵敏度Rf
5.2.4 暗电流
5.3 各种光电探测器件
5.3.1 光电倍增管
5.3.2 光电导管(光敏电阻)
5.3.3 光电池和光电二极管
5.3.4 特种光电二极管
5.3.5 光电三极管
5.3.6 热释电探测器
5.3.7 电荷耦合器(CCD)
5.3.8 光电耦合器
5.3.9 光栅
5.3.10 光电编码器
5.3.11 光纤陀螺
第6章 光电图像信息处理
6.1 图像成像系统镜头
6.1.1 成像系统镜头的基本构成
6.1.2 成像系统镜头的主要参数
6.1.3 成像系统镜头的相关技术
6.1.4 成像系统镜头的分类
6.1.5 成像系统镜头的选择
6.2 图像传感器芯片的主要参数
6.3 工业相机的分类
6.4 相机的主要参数
6.5 视频采集卡
6.5.1 视频采集卡的原理
6.5.2 视频采集卡的分类
6.5.3 怎样选择视频采集卡
6.6 数字图像处理基础理论
6.6.1 图像的获取及数字化
6.6.2 图像基本操作
6.6.3 图像质量的评价方法
6.7 典型应用实例
6.7.1 流感疫苗血凝素含量检测系统
6.7.2 激光光束质量诊断系统
6.7.3 高炮零飞指标测试系统
6.7.4 光电图像可视化仿真
第7章 光电信息处理技术的典型应用实例
7.1 光功率计
7.2 光能量计
7.3 闪光强度测试
7.4 非等间隔相机同步抓拍技术
7.5 基于PSD的飞轮齿圈形位误差非接触检测系统
7.5.1 半导体激光光三角测量法
7.5.2 系统总体技术方案
7.6 X-Y精密工作台电控系统
7.6.1 位移测量原理和点位控制原理
7.6.2 系统总体技术方案
7.7 空间激光通信ATP分系统
7.7.1 应用背景
7.7.2 ATP分系统总体技术方案
7.8 激光烟雾衰减测试系统
7.8.1 应用背景
7.8.2 系统工作原理
7.8.3 系统总体技术方案
7.8.4 红外烟雾衰减测试试验
第8章 光电检测与信息处理实验
8.1 光电检测与信息处理实验箱概述
8.2 光变频率实验
8.3 光电式直流电机转速测量实验
8.4 热释电红外报警实验
8.5 线阵CCD测量物体外形尺寸实验
8.6 各类光电器件特性测试实验
参考文献