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光电探测技术与应用

发布时间: 2010-02-24 00:31:07 作者:

 光电探测技术与应用


基本信息出版社:国防工业出版社
页码:234 页
出版日期:2009年08月
ISBN:7118063886/9787118063882
条形码:9787118063882
版本:第1版
装帧:平装
开本:16
正文语种:中文
丛书名:现代光学技术丛书

内容简介 《光电探测技术与应用》以编者多年从事光电探测技术相关专业的本科、研究生的教学讲义为基础,结合编者在光电探测技术领域的最新研究成果,参考近年来光电探测技术的最新进展编写而成。《光电探测技术与应用》主要讲述了光电探测系统中所涉及的光(辐射)源、光电探测器以及常用的光电探测技术;最后介绍了光电探测技术的典型应用。全书以光电探测技术为主线,阐明光电探测系统的理论、技术、方法和应用。 《光电探测技术与应用》力求为光电探测技术相关专业本科生、研究生和工程技术人员提供光电探测系统分析、设计的基本理论、先进技术和最新方法。
编辑推荐 《光电探测技术与应用》特色:1.独特新颖的体系结构、丰富实用的教学实例;2.力求理论与应用并重、知识传授与能力培养并重;3.以光电检测技术为主线,将各章知识点有机融合贯穿;4.以工程实际为背景,详解光电探测系统的设计和应用;5.从基本概念和实际应用出发,由浅入深、循序渐进,强调学以致用。
目录
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
……

第8章 常用光电探测技术
第9章 典型光电探测系统
附录
……
序言 现代科学技术中,光电探测技术是以激光、红外、微光、光纤、微电子等现代光电子器件为基础,由光学、精密机械、电子学和计算机科学相结合的新兴科技领域,在国民经济和国防建设中占有十分重要的地位。利用光电探测技术,能将人眼不易或不能看见的x射线、紫外辐射、红外辐射和极微弱的星光甚至瞬变的目标景物逼真地再现或记录下来,从而弥补了人眼在空间、时间能量和光谱分辨能力上的局限性。光探测器件是光电探测技术的一个重要组成部分。在探测过程中,光探测器件的作用是发现信号、测量信号,并为随后的应用提取某些必需的信息。光电探测技术不仅具有重要的军用价值,而且还具有广阔的民用市场。
本书强调光电探测技术的系统性,从内容构成上以光电探测系统设计思想和方法为导航,分别系统性地介绍了光电探测技术基础、光电探测系统中的常用光(辐射)源、探测器以及微弱信号检测技术和常用光电探测技术,指出设计光电探测系统时应注意的问题。在此基础上用创新设计思想组织机、光、电、计算机相结合的几个典型探测系统设计方法和实现过程。本书力求反映光电探测技术学科中的新思想、新工具、新手段,结合近几年光电探测系统中发展的新技术,通过实际应用范例,将最新的科研成果融进本书以供读者借鉴,使读者循序渐进地理解和掌握光电探测系统设计的主要知识点、探测理论、探测方法及最新发展,全面提升读者的光电探测系统设计及应用能力。
本书在编写过程中参阅了很多文献,在此向这些文献的作者表示谢意。中北大学的潘德恒教授和周汉昌教授对本书的编写工作给予了大力帮助和支持,本书中应用了他们的科研成果,特向他们表示敬意和谢意。潘保武教授和姜三平博士为本书的编写付出了辛勤的劳动,在此一并表示感谢。同时,要感谢国防工业出版社多位编辑的辛勤工作和热情帮助。
本书第1章、第5章和实验部分由中北大学刘吉编写,第2章、第4章由中北大学赵辉编写,第3章由中北大学李仰军编写,第6章、第9章由中北大学郝晓剑编写,第7章、第8章由中北大学王小燕编写,郝晓剑负责统编全稿。
本书得到了仪器科学与动态测试教育部重点实验室、电子测试技术国家重点实验室、中北大学的资助,在此表示衷心感谢。
尽管全体编者都尽心尽力,但终因水平有限,书中难免有不足或错误之处,恳请广大读者批评指正。
文摘 插图:


第3章 光电导器件
某些物质吸收了光子的能量产生本征吸收或杂质吸收,从而改变了物质电导率的现象,称为物质的光电导效应。光电导效应属于内光电效应,利用具有光电导效应的材料(如硅、锗等本征半导体与杂质半导体、硫化镉、硒化镉、氧化铅等)可以制成电导随入射光度量变化的器件,称为光电导器件,最典型的光电导器件是光敏电阻。
光敏电阻具有体积小、坚固耐用、价格低廉、光谱响应范围宽等优点。广泛应用于微弱辐射信号的探测领域。
本章主要介绍光敏电阻的工作原理、基本特性、光敏电阻的变换电路和光敏电阻的典型应用。
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
光敏电阻的原理图及其符号表示方式如图3.1所示,它是在均质的光电导体两端加上电极后构成的光敏电阻,两电极加上一定电压后,当光照射到光电导体上时,由光照产生的光生载流子在外加电场作用下沿一定方向运动,在电路中产生电流,达到了光电转换的目的。
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