入選教育部高等學校電子信息類專業教學指導委員會規劃教材！配套視頻課程與教學課件，面向專業認證的理論性與工程性並重的電子信息類新工科教材！

●第0章 緒論
0.1 光電技術及其研究內容
0.2 光電信息繫統
0.3 光電技術的應用及發展趨勢
思考題與習題

第1章 輻射度學與光度學基礎
1.1 電磁輻射
1.1.1 電磁波譜
1.1.2 光輻射
1.1.3 光的波粒二像性
1.1.4 電磁輻射中立體角計算
1.2 輻射度的基本物理量
1.3 光度學基礎
1.3.1 光度學的基本物理量
1.3.2 光譜光視效率
1.3.3 光譜光視效能
1.4 輻射度學與光度學中的幾個基本定律
1.4.1 朗伯餘弦定律
1.4.2 距離平方反比定律
1.4.3 亮度守恆定律
1.5 黑體輻射
1.5.1 黑體輻射定律
1.5.2 普朗克能量子假設
思考題與習題

第2章 光電探測器的理論基礎
2.1 半導體物理基礎
2.1.1 晶體的能帶
2.1.2 熱平衡下載流子的濃度
2.1.3 半導體材料的光吸收效應
2.1.4 半導體中的非平衡載流子
2.1.5 半導體中載流子的擴散與漂移
2.2 光電效應
2.2.1 光電導效應
2.2.2 光伏效應
2.2.3 光電子發射效應
2.3 光電探測器的噪聲
2.4 光電探測器的特性參數
思考題與習題

第3章 光電探測中的常見光源
3.1 光源的基本特性參數
3.1.1 輻射效率和發光效率
3.1.2 光譜功率分布
3.1.3 空間光強分布
3.1.4 光源的色溫
3.1.5 光源的顏色
3.2 熱輻射光源
3.2.1 太陽
3.2.2 黑體模擬器
3.2.3 白熾燈與鹵鎢燈
3.3 氣體放電光源
3.3.1 汞燈
3.3.2 鈉燈
3.3.3 氙燈
3.3.4 空心陰極燈
3.3.5 氘燈
3.4 激光器
3.4.1 激光器的工作原理
3.4.2 激光的特性
3.4.3 激光器的類型
3.5 發光二極管
3.5.1 發光二極管的原理與結構
3.5.2 發光二極管的基本特性參數
3.5.3 幾種常用發光二極管
3.5.4 發光二極管驅動電路
3.5.5 發光二極管的應用
思考題與習題

第4章 光電導探測器
4.1 光電導探測器的原理與結構
4.1.1 光電導探測器的原理
4.1.2 光電導增益
4.1.3 光敏電阻的結構
4.2 光敏電阻的基本特性參數
4.2.1 光電特性
4.2.2 光電導靈敏度
4.2.3 溫度特性
4.2.4 響應時間
4.2.5 光譜特性
4.2.6 伏安特性
4.2.7 前歷效應
4.2.8 噪聲特性
4.3 典型光敏電阻
4.3.1 本征光電導探測器
4.3.2 雜質型光電導探測器
4.3.3 多晶光電導探測器
4.4 光敏電阻的偏置電路
4.4.1 光敏電阻的微變等效電路
4.4.2 基本偏置電路
4.4.3 恆流偏置電路
4.4.4 恆壓偏置電路
4.4.5 恆功率偏置電路
4.5 光電導探測器的應用
4.5.1 聲光自動控制電路
4.5.2 照明燈自動控制電路
4.5.3 火焰報警電路
4.5.4 照相機自動曝光控制電路
思考題與習題

第5章 光伏探測器
5.1 光電池
5.1.1 硅光電池的工作原理與基本結構
5.1.2 硅光電池的基本特性參數
5.1.3 幾種常用的光電池
5.1.4 光電池的偏置電路
5.1.5 光電池的應用
5.2 光敏二極管
5.2.1 硅光敏二極管的工作原理與基本結構
5.2.2 硅光敏二極管的基本特性
5.2.3 常用光敏二極管
5.2.4 光敏二極管的偏置電路
5.2.5 光敏二極管的應用
5.3 光敏晶體管
5.3.1 硅光敏晶體管的工作原理與基本結構
5.3.2 硅光敏晶體管的基本特性
5.3.3 常用光敏晶體管
5.3.4 光敏晶體管的應用
5.4 PIN光敏二極管
5.4.1 PIN光敏二極管的結構與工作原理
5.4.2 PIN光敏二極管的主要特性參數
5.4.3 典型的PIN光敏二極管及其應用
5.5 雪崩光敏二極管
5.5.1 雪崩光敏二極管的原理
5.5.2 達通型雪崩光敏二極管的結構、電場、電荷分布
5.5.3 雪崩光敏二極管的主要特性參數
5.5.4 典型的雪崩光敏二極管及其應用
5.6 色敏探測器
5.6.1 色敏探測器的結構與工作原理
5.6.2 色敏探測器的檢測電路
5.6.3 色敏探測器的短路電流比—波長特性
5.6.4 兩種色敏探測器
5.6.5 色敏探測器的應用
5.7 位置敏感探測器
5.7.1 位置敏感探測器的工作原理
5.7.2 位置敏感探測器的檢測電路
5.7.3 位置敏感探測器的主要特性參數
5.7.4 幾種常用位置敏感探測器
5.7.5 位置敏感探測器的應用
5.8 像限探測器
5.8.1 像限探測器原理
5.8.2 四像限探測器的空間分辨率
5.8.3 四像限探測器的信號處理電路
5.8.4 四像限探測器的特性參數
5.8.5 四像限探測器的應用
5.9 光電耦合器件
5.9.1 光電耦合器件的工作原理與結構
5.9.2 光電耦合器件的特性參數
5.9.3 光電耦合器件的應用
思考題與習題

第6章 光電子發射探測器
6.1 光電陰極
6.2 光電倍增管的原理與結構
6.2.1 光電倍增管的工作原理
6.2.2 光電倍增管的結構
6.3 光電倍增管的主要特性參數
6.4 光電倍增管的工作電路
6.4.1 高壓供電電路
6.4.2 信號輸出電路
6.5 光電倍增管的應用
6.5.1 分光光度計
6.5.2 醫療器械
6.5.3 生物技術
6.5.4 石油測井
6.5.5 環境測量
6.5.6 工業測量
6.5.7 固體表面分析
思考題與習題

第7章 熱探測器
7.1 熱探測器基本原理
7.1.1 溫度變化方程
7.1.2 熱探測器件的最小可探測功率
7.2 熱電偶與熱電堆探測器
7.2.1 熱電偶的工作原理
7.2.2 熱電偶的主要特性參數
7.2.3 熱電堆的結構、工作原理與特性參數
7.2.4 熱電偶與熱電堆的應用
7.3 熱敏電阻探測器
7.3.1 熱敏電阻探測器的基本原理與結構
7.3.2 熱敏電阻探測器的主要特性參數
7.3.3 熱敏電阻的應用
7.4 熱釋電探測器
7.4.1 熱釋電器件的基本原理
7.4.2 熱釋電探測器的主要特性參數
7.4.3 常用的熱釋電探測器材料
7.4.4 熱釋電探測器的應用
思考題與習題

第8章 光電圖像探測器
8.1 像管
8.1.1 像管的基本原理與結構
8.1.2 像管的主要特性參數
8.1.3 紅外變像管
8.1.4 像增強管
8.1.5 像管的應用
8.2 真空攝像管
8.2.1 光電導式攝像管
8.2.2 光電發射式攝像管
8.3 電荷耦合器件
8.3.1 電荷耦合器件的工作原理
8.3.2 電荷耦合器件的主要特性參數
8.3.3 電荷耦合成像器件
8.3.4 電荷耦合成像器件的驅動方法
8.3.5 常用的線陣CCD成像器件
8.3.6 電荷耦合成像器件的應用
8.4 CMOS圖像傳感器
8.4.1 CMOS成像器件的的結構與工作原理
8.4.2 CMOS成像器件的組成架構
8.4.3 CMOS與CCD圖像器件的比較
8.5 紅外焦平面陣列探測器
8.5.1 非制冷紅外焦平面的結構和工作原理
8.5.2 紅外成像與紅外熱像儀
8.5.3 典型的紅外焦平面探測器
8.5.4 紅外成像技術的應用
思考題與習題

第9章 光學信息變換
9.1光學信息變換簡介
9.2 幾何光學方法的光學信息變換
9.2.1 物體尺寸信息的光學變換
9.2.2 位移信息的光學變換
9.3 物理光學方法的光學信息變換
9.3.1 干涉方法的光學信息變換
9.3.2 衍射方法的光學信息變換
9.4 時變光信息的調制
9.4.1 調制光的優點
9.4.2 光信號調制的基本原理
9.4.3 光調制的方法
9.4.4 調制信號的解調
思考題與習題

第10章 微弱光電信號的探測與處理
10.1 直接探測與外差探測
10.1.1 直接探測
10.1.2 光頻外差探測
10.2 微弱光電信號前置放大器的設計
10.2.1 放大器的噪聲模型與等效輸入噪聲
10.2.2 噪聲繫數與很好源電阻
10.2.3 光電探測器與前置放大器耦合網絡的設計原則
10.2.4 低噪聲前置運放的選用
10.2.5 低噪聲放大器設計原則與方法
10.3 微弱光電信號的探測與處理
10.3.1 微弱光電信號的檢測
10.3.2 窄帶濾波法
10.3.3 相關檢測法
10.3.4 鎖定放大器
10.3.5 取樣積分法
10.3.6 光子計數器
思考題與習題

第11章 光電探測繫統應用實例分析
11.1 空間光通信捕獲、跟蹤、瞄準繫統
11.1.1 空間光通信繫統
11.1.2 ATP繫統構成
11.1.3 共軸雙檢測ATP繫統
11.1.4 ATP繫統關鍵參數和技術考慮
11.2 基於光電鼠標芯片的物體運動狀態測量繫統
11.2.1 光電鼠標的工作原理和構成
11.2.2 光電鼠標的主要技術參數
11.2.3 基於光電鼠標傳感器的運動物體的無接觸檢測
11.3 用於三維復合精細成像的雙CCD交會測量
11.3.1 CCD光電信號的二值化處理與數據采集
11.3.2 雙CCD交會測量繫統的構成
11.3.3 雙CCD交會測量的基本原理
11.3.4 用於三維精細成像的雙CCD交會測量繫統設計
11.4 時域分布式光纖測溫繫統
11.4.1 拉曼散射型分布式光纖測溫繫統的工作原理
11.4.2 拉曼散射型分布式光纖測溫繫統的設計
11.5 基於紅外傳感器的氣體濃度檢測繫統
11.5.1 紅外吸收檢測原理
11.5.2 紅外吸收型CO2氣體檢測繫統的設計
11.5.3 繫統的定標
11.6 光電火控繫統
11.6.1 光電火控繫統的構成和工作原理
11.6.2 光電測距裝置
11.6.3 光電測角裝置
11.6.4 監視及捕捉裝置
11.6.5 火控計算機
思考題與習題

參考文獻

本教材繫統地介紹了光電技術的基礎理論、常用光電探測器的工作原理與特性、典型光電探測器應用技術和光電信號探測與處理技術，主要內容包括輻射度學與光度學基礎、光電探測器的理論基礎、光電探測中的常用光源、光電導探測器、光伏探測器、光電子發射探測器、熱探測器、光電圖像探測器、光學信息變換、微弱光電信號的探測與處理和典型光電探測繫統應用實例分析。 本書可以作為高等院校光電信息科學與工程、測控技術與儀器、應用物理、電子科學與技術、電子信息科學與技術、電氣工程及其自動化、通信工程、信息工程等專業本科生及研究生教材，也可供其他相關專業師生和工程技術人員參考。

楊應平,胡昌奎,陳夢葦 編