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第1章 绪论1

1.1 光电检测系统的基本工作原理1

1.2 光电检测技术的主要应用范围4

1.3 光电检测技术的现代发展5

习题与思考题6

第2章 光电检测技术基础7

2.1 检测量的误差及数据处理7

2.1.1 检测过程及误差分类7

2.1.2 随机误差10

2.1.3 系统误差16

2.2 辐射度量与光度量基础21

2.2.1 辐射度量21

2.2.2 光度量24

2.2.3 朗伯辐射体及其辐射特性25

2.3 光电检测器件的特性参量26

2.3.1 响应度27

2.3.2 噪声及其评价参数29

习题与思考题32

第3章 光源及辐射源33

3.1 光源选择的基本要求和光源的分类33

3.2 热光源35

3.2.1 黑体及黑体光强标准器36

3.2.2 白炽灯41

3.2.3 其他42

3.3 气体放电光源43

3.3.1 开放式气体放电光源43

3.3.2 气体灯44

3.4 固体发光光源46

3.4.1 电致发光屏46

3.4.2 发光二极管47

3.5 激光光源50

3.5.1 气体激光器50

3.5.2 固体激光器52

3.5.3 可调谐染料激光器53

3.5.4 半导体激光器53

3.6 新型电调制红外光源54

习题与思考题57

第4章 光电探测器及其校正技术58

4.1 概述58

4.2 光电倍增管59

4.3 光电导器件69

4.4 光电池和光电二极管80

4.5 CCD图像传感器的工作原理93

4.6 热电探测器101

4.7 光电探测器的校正105

4.7.1 变光度的实现106

4.7.2 漫射体及其在光电检测中的应用111

4.7.3 光谱校正及应用118

习题与思考题122

第5章 光学系统及专用光学元件124

5.1 光电检测中的光学系统124

5.2 常用物镜简介128

5.3 探测器辅助光学系统131

5.4 光电检测中的计量部件138

5.4.1 计量光栅139

5.4.2 电子细分技术的基本原理143

5.4.3 光学码盘及编码148

5.5 角反射器与极性分析器151

习题与思考题155

第6章 光电信号的变换及检测技术156

6.1 光电信号检测电路的噪声156

6.1.1 噪声的分类及性质156

6.1.2 主要的噪声类型157

6.1.3 噪声等效参量159

6.1.4 前置放大器的噪声161

6.2 前置放大器164

6.3 常用电路介绍167

6.3.1 选频放大器167

6.3.2 相敏检波器（相敏整流器、相敏解调器）168

6.3.3 相位检测器（鉴相器）169

6.3.4 鉴频器171

6.3.5 脉宽鉴别器172

6.3.6 积分、微分运算器173

6.3.7 锁相环及锁相放大器174

6.4 光电技术中的调制技术176

6.4.1 一般光电信号的调制176

6.4.2 专用调制盘181

6.4.3 利用物理光学原理实现的光调制技术184

习题与思考题191

第7章 光纤技术及应用192

7.1 光学纤维的基本工作原理及分类192

7.1.1 光纤的基本工作原理及分类192

7.1.2 主要的光纤制品196

7.1.3 光纤的耦合199

7.2 光纤器件主要参量的光电检测199

7.2.1 光纤器件数值孔径的测量199

7.2.2 光纤器件透射比的测量201

7.2.3 光纤器件刀口响应的测量202

7.2.4 光纤器件色散特性的测量202

7.3 光纤制品的一般应用203

7.3.1 光纤通信203

7.3.2 光纤在直接导光方面的应用204

7.3.3 光纤制品在传像方面的应用206

7.4 智能光纤传感技术207

7.4.1 智能结构207

7.4.2 光纤传感器在智能结构中的应用208

7.4.3 光纤智能结构的应用210

7.5 光纤传感器及其应用214

7.5.1 光纤传感器的优点及类型214

7.5.2 光强调制型光纤传感器215

7.5.3 相位干涉型光纤传感器216

7.5.4 偏振态型光纤传感器219

7.5.5 分布式光纤传感器220

7.5.6 用于构成分布式光纤传感器的主要技术223

7.5.7 其他光纤传感器及应用226

习题与思考题227

第8章 非光物理量的光电检测228

8.1 光强型光电检测系统228

8.1.1 直接测量法228

8.1.2 差动测量法229

8.1.3 补偿测量法231

8.1.4 补偿式轴径检测装置235

8.1.5 利用比较法检测透明薄膜的厚度235

8.1.6 利用α射线测量块规厚度的装置236

8.1.7 圆形物体偏心度的光电检测236

8.1.8 利用补偿法测量线材直径237

8.1.9 对圆柱形零件的外观检查238

8.2 脉冲型光电检测系统238

8.2.1 物体长度分检装置原理238

8.2.2 液位高度控制器239

8.2.3 光电探测信号码的工作原理240

8.2.4 气体流量自动检控装置240

8.2.5 利用测量脉冲频率测定转盘转速241

8.2.6 利用脉冲持续时间测定零件尺寸241

8.2.7 全脉冲法测定零件尺寸242

8.2.8 光栅数字测径仪243

8.2.9 脉冲激光测距243

8.3 相位型和频率型光电检测系统244

8.3.1 激光相位测距法244

8.3.2 激光光波比长仪245

8.3.3 双频激光干涉测长系统246

8.3.4 激光流速计247

8.4 利用物理光学原理的光电检测系统248

8.4.1 利用衍射测量细丝的直径248

8.4.2 利用全反射检测液面的装置249

8.4.3 利用偏振光全反射检测液面的装置249

8.4.4 利用双折射和干涉原理的测力计250

8.5 其他光电检测系统251

8.5.1 利用示波器检测线材直径的方案251

8.5.2 光电跟踪装置的工作原理252

8.5.3 石英沙色选机254

习题与思考题255

第9章 现代光电检测技术与系统256

9.1 光谱仪器256

9.1.1 单色光的产生256

9.1.2 光谱仪器的分类257

9.1.3 分光光度计257

9.1.4 傅里叶变换光谱仪258

9.1.5 成像光谱仪261

9.2 光度量和辐射度量检测技术263

9.2.1 照度的测量264

9.2.2 亮度的测量265

9.2.3 辐射测量与测温267

9.3 莫尔形貌（等高线）测试技术271

9.3.1 照射型莫尔法271

9.3.2 投影型莫尔法272

9.3.3 莫尔条纹级次与凹凸判断273

9.3.4 几何可测深度274

9.4 条形码技术274

9.5 三角法测试技术279

9.5.1 三角法测试技术基础279

9.5.2 三角法测试技术的应用281

9.6 光电图像检测技术282

9.6.1 图像的预处理技术283

9.6.2 光电图像检测技术的应用288

习题与思考题291

参考文献292