光电检测技术及应用.pdf

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书籍描述

内容简介
第1章介绍了光电检测系统的组成及特点;第2章介绍了各类光电效应;第3章分别介绍了光电导器件、光生伏特器件、光电发射器件、热辐射探测器件、热释电器件、光电耦合器件和图像传感器件等各种光电传感器的结构、工作原理、特性参数和使用方法;第4章介绍了发光二极管、激光器等常用光源的工作原理、特性及其应用;第5章介绍了辐射信号检测的方法,如直接检测、光外差检测、基于几何光学方法的光电信息变换检测、温度检测、莫尔条纹检测,并结合实际举例说明了如何使用调制盘检测、投影放大法、光三角法、光扫描法、光焦点法等进行长、宽尺寸测量的原理;第6章介绍了常用的光电传感器如光敏电阻、光敏二极管、CCD电荷耦合器件等对应的典型电路,并举例说明了使用可编程逻辑器件进行CCD驱动的方法,视频信号的二值化处理方法,光电信号常用的辨向处理和细分电路。下篇结合长春理工大学光电工程学院光电检测技术方面的科研成果,具体与系统地描述了光电检测技术的应用;第7章讲述了光学相关探测的基本概念和应用、光学相关探测器的原理和典型电路;第8~10章讲述了光电检测技术在外形尺寸检测、位移量检测、外观检测方面的应用;第11章讲述了光导纤维的基本知识以及光纤传感器的原理和应用;第12章讲述了光电检测技术的综合应用,如光电多功能二维自动检测系统、曲臂光电综合测量系统、激光扫描圆度误差测量系统、飞轮齿圈总成圆跳动非接触检测系统、座圈尺寸光电非接触测量系统、管道直线度光电检测系统。

目录
目录
前言
上篇基础理论篇
第1章绪论
第2章光电检测技术基础
21辐射度量和光度量
211光的基本概念
212辐射度量
213光度量
22半导体物理基础
221半导体的特性
222能带理论
223半导体的导电结构
224载流子的运动
225半导体的PN结
226半导体对光的吸收
23光电效应
231光电导效应
232光生伏特效应
233外光电效应
24光电器件的基本参数
241有关响应方面的特性参数
242有关噪声方面的特性参数
243其他参数
思考题与习题
第3章光电检测器件
31光电导器件
311光敏电阻的原理与结构
312典型光敏电阻
313光敏电阻的基本特性
32光生伏特器件
321光敏二极管
322硅光电池
323光敏晶体管
324色敏光生伏特器件
325光生伏特器件组合件
326光电位置敏感器件
33光电发射器件
331光电倍增管
332真空光电管
34热辐射探测器件
341热敏电阻
342热电偶探测器
343热电堆探测器
35热释电器件
351热释电器件的基本工作原理
352热释电器件的电压灵敏度
353热释电器件的噪声、响应时间
与阻抗特性
354快速热释电探测器
36光耦合器件
361光耦合器件的结构与电路符号
362光耦合器件的特性参数
363光耦合器件的应用
37图像传感器
371图像传感器的分类
372真空摄像管
373电荷耦合器件
374CMOS图像传感器
375红外热成像
376图像的增强与变像
思考题与习题
第4章半导体发光管与激光器
41发光二极管
411发光二极管的发光机理
412发光二极管的应用
42半导体激光器
421半导体激光器的发光原理
422半导体激光器的结构
43几种典型的激光器
431气体激光器
432固体激光器
433染料激光器
434光纤激光器
思考题与习题
第5章辐射信号检测
51直接探测法
511光学系统结构
512调制盘
513调制盘对背景信号的空间滤波
52光外差探测法
521光外差探测原理
522光外差探测的特性
53几何光学方法的光电信息变换
531长、宽尺寸信息的光电变换
532位移信息的光电变换
533速度信息的光电变换
54空间分布光信号的检测方法
541光学目标和空间定位
542几何中心检测法
543亮度中心检测法
55莫尔条纹
思考题与习题
第6章光电检测系统典型电路
61光敏电阻的变换电路
611基本偏置电路
612恒流电路
613恒压电路
62光生伏特器件的偏置电路
621反向偏置电路
622无偏置电路
63CCD器件驱动电路
631CCD驱动电路时序方法
632可编程器件产生CCD
驱动时序
64视频信号二值化处理电路
641阈值法
642微分法
65光电信号辨向处理与细分电路
651光电信号辨向处理
652电子细分
思考题与习题
下篇 技术应用篇第7章微弱光信号检测
71基本概念
711能量信号与功率信号
712相关函数
713相关接收
714相敏检波器
72锁相放大器
721锁相放大器的工作原理
722锁相放大器的应用及特点
73取样积分器
731取样积分原理和工作方式
732取样积分器应用和特点
74光子计数器
741光子计数器原理
742光子计数器的应用及特点
思考题与习题
第8章外形尺寸检测
81概述
82模拟变换检测法
83光电扫描检测法
831光学扫描法
832电扫描法
84CCD自扫描检测法
85光电三维形貌检测法
851双目机器视觉三维形貌检测法
852结构光三维形貌检测法
思考题与习题
第9章位移量检测
91激光干涉位移检测
911激光干涉原理
912激光干涉仪原理
92光栅线位移检测
921光栅位移传感器(光栅尺)
的光电读数头
922光源和光强调制
923四相交流信号和前置放大器
924光栅位移检测装置
(光栅尺)
93光栅角位移检测
931概述
932增量式轴角编码器
933绝对式光电轴角编码器
的基本原理
934读数和细分
935狭缝及光电信号
936编码器误差
94轴向位移测量
95激光测距
951脉冲法测距
952相位法测距
953典型仪器简介
思考题与习题
第10章光电外观检测
101外观检测的方式和原理
1011反射式与透射式外观检测
1012正反射式与非正反射式
(漫反射式)检测
1013扫描方式
102光电变换器
1021疵病信号
1022光源选择
103信号处理及检测装置
1031通量式疵病信号的
处理方法
1032检测装置
104表面粗糙度检测
1041概述
1042激光外差法检测粗糙度原理
105内表面疵病检测
1051管道内表面疵病检测
系统组成
1052检测系统工作原理与特点
思考题与习题
第11章光纤传感测量
111光导纤维的基本知识
1111光纤传光原理
1112光纤的分类
1113光纤的基本特性
112光纤传感器原理及应用
1121分类与特点
1122光纤传感器
113光纤传感器应用技术分析
思考题与习题
第12章光电检测技术的
综合应用
121光电多功能二维自动
检测系统
1211测量系统的总体结构
1212同轴度误差测量系统
1213环距测量方法的研究
122曲臂光电综合测量系统
1221系统的组成与总体布局
1222被测参数测量原理
123激光扫描圆度误差测量系统
1231圆度误差测量原理
1232工件安装偏心误差的检测
1233实验结果与分析
124飞轮齿圈总成圆跳动非
接触检测系统
1241测量系统原理
1242实验结果和分析
125座圈尺寸光电非接触测量系统
1251总体结构与工作原理
1252直径测量原理
1253数据处理系统设计
1254测量结果与分析
126管道直线度光电检测系统
1261直线度光电检测系统
的结构与工作原理
1262检测系统的组成
思考题与习题
部分习题参考答案
参考文献

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