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第1章　光电探测技术基础1

1.1　辐射度量与光度量的基础知识1

1.1.1　光的本质1

1.1.2　辐射度的基本物理量2

1.1.3　光度的基本物理量4

1.1.4　热辐射的基本物理量7

1.1.5　辐射度与光度中的基本定律8

1.2　半导体的基础知识12

1.2.1　能带理论12

1.2.2　热平衡载流子15

1.2.3　非平衡载流子16

1.2.4　载流子的运动20

1.3　光电检测器件的基本物理效应22

1.3.1　光电子发射效应22

1.3.2　内光电效应（光电导效应与光伏效应）25

1.3.3　光热效应28

1.3.4　热效应和光效应的差别31

1.4　光电检测器件的特性参量31

1.4.1　光电探测器的噪声31

1.4.2　有关响应方面的特性参数34

1.4.3　其他参数36

思考题与习题37

第2章　常用探测器光源39

2.1　发光二极管39

2.1.1　发光二极管原理39

2.1.2　发光二极管的特性参数40

2.1.3　发光二极管的应用42

2.2　激光器44

2.2.1　激光器的工作原理44

2.2.2　激光器的类型44

2.2.3　激光的特性46

2.3　热辐射光源与气体放电光源48

2.3.1　热辐射光源48

2.3.2　气体放电光源50

思考题与习题53

第3章　半导体光电探测器件54

3.1　光电导器件54

3.1.1　光敏电阻材料与电极结构54

3.1.2　光敏电阻的主要特征55

3.1.3　光电导探测器的噪声59

3.1.4　几种常用的光敏电阻59

3.2　光电池62

3.2.1　硅光电池的基本结构和工作原理62

3.2.2　硅光电池的特性参数63

3.2.3　光电池的应用66

3.3　光电二极管与光电三极管66

3.3.1　光电二极管66

3.3.2　光电三极管74

思考题与习题79

第4章　真空探测器件80

4.1　光电倍增管80

4.1.1　光电倍增管（PMT）的结构与工作原理80

4.1.2　工作特性参数83

4.2　光电倍增管的应用86

4.2.1　光谱测量86

4.2.2　细胞分类91

4.3　各种光电检测器件的性能比较和应用选择91

4.3.1　接收光信号的方式91

4.3.2　各种光电检测器件的性能比较92

4.3.3　光电检测器件的应用选择92

思考题与习题94

第5章　光电成像探测器件96

5.1　光电成像器件的基本特性96

5.1.1　光谱响应96

5.1.2　转换特性97

5.1.3　分辨率98

5.2　光电成像原理98

5.3　变像管、像增强管、摄像管99

5.3.1　像管的结构与工作原理99

5.3.2　像管的主要特性101

5.3.3　变像管与像增强管101

5.3.4　摄像管103

5.4　电荷耦合器件（CCD）106

5.4.1　CCD的基本结构与工作原理106

5.4.2　信号的输入与输出108

5.4.3　CCD的物理特性110

5.4.4　CCD摄像器件111

5.4.5　CCD的性能与应用113

思考题与习题115

第6章　光电耦合器件与象限探测器116

6.1　光电耦合器件116

6.1.1　光电耦合器件的结构类型和组合方式116

6.1.2　光电耦合器件的基本特性117

6.1.3　光电耦合器件的特点及应用119

6.2　象限探测器121

6.2.1　PSD121

6.2.2　四象限探测器122

思考题与习题127

第7章　热电探测器件128

7.1　热电探测器件的基本原理128

7.1.1　热回路方程128

7.1.2　热电探测器的共性129

7.2　热电偶和热电堆129

7.3　测辐射热计131

7.4　热释电探测器133

7.4.1　热释电探测器的工作原理133

7.4.2　噪声等效功率135

7.4.3　热释电探测器的阻抗特性135

7.4.4　几种常用的热释电探测器136

思考题与习题137

第8章　光电探测信号的变换及技术138

8.1　光电探测变换的基本形式与类型138

8.1.1　光电探测变换的基本形式138

8.1.2　光电变换的类型140

8.2　光电探测的基本方法141

8.2.1　光通量的幅度测量142

8.2.2　光通量的频率测量145

8.2.3　光通量的相位和时间测量147

8.3　简单光学目标的空间探测150

8.3.1　几何中心检测法151

8.3.2　亮度中心检测法154

8.4　物理变换的光电探测方法155

8.4.1　光电干涉测量技术155

8.4.2　单频光相干的条纹检测157

8.4.3　双频光相干的差频检测160

8.5　光学图像的扫描165

8.5.1　扫描的基本原理和分类165

8.5.2　图像扫描168

8.5.3　实体扫描171

思考题与习题174

第9章　光电信号的探检测方式176

9.1　尺寸探测检测176

9.1.1　微小尺寸的检测176

9.1.2　小尺寸的检测177

9.1.3　大尺寸的检测179

9.1.4　物体轮廓尺寸的检测179

9.2　表面缺陷检测180

9.2.1　透射法180

9.2.2　反射法181

9.3　干涉图形的检测181

9.4　轴向测距182

9.4.1　像点轴上偏移检测的光焦点法182

9.4.2　像点轴外偏移检测的像偏移法183

第10章　光电探测技术的应用185

10.1　光电检测在遥感方面的应用185

10.1.1　遥感仪简介186

10.1.2　遥感测量原理186

10.1.3　机载红外相机工作原理187

10.1.4　机载多波段扫描仪187

10.2　光电检测在原子吸收光谱分析中的应用188

10.2.1　基本原理188

10.2.2　原子吸收分光光度计的组成189

10.3　光电检测在机械量检测中的应用191

10.3.1　光电检测机械量的基本原理191

10.3.2　硬度的光电探测193

10.3.3　流量的光电探测194

10.3.4　光电扫描温度计（热像仪）196

参考文献198