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陈克香 编

图书标签:

• 光电子技术
• 光电子学
• 传感器
• 光电器件
• 电路分析
• 实验技能
• 高等教育
• 电子工程
• 通信工程
• 仪器仪表

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121131295

版次：1

商品编码：10629752

包装：平装

丛书名： 职业院校理论实践一体化系列教材（光电子技术专业）

开本：16开

出版时间：2011-04-01

用纸：胶版纸

页数：172

字数：294400

内容简介

　　《光电子技术基础与技能》分6章，首先介绍光电基础知识，然后介绍激光技术、红外技术、光/电转换现象和图像显示器件、光纤通信技术等实用技术的基础知识及其在各方面的应用，最后介绍光电技术的现状和新的发展趋势。《光电子技术基础与技能》旨在为光电专业其他教材提供基础知识，为学习专业课奠定必要的基础。《光电子技术基础与技能》是理论和实践相结合的一体化教材，设计了9个技能实训项目。由于光电技术的内容广泛，因此《光电子技术基础与技能》设计了知识拓展以使内容更丰富。《光电子技术基础与技能》注重应用，介绍了大量的应用提示。《光电子技术基础与技能》还配有电子教学参考资料包（包括教学指南、电子教案及习题答案），详见前言。

目录

第1章 光电基础知识
1.1 光电子技术概述
技能训练1　光电实训设备及场所参观认识
1.2 光学基础知识
1.2.1 反射、全反射、折射
1.2.2 光的偏振
1.2.3 光的干涉
1.2.4 光的衍射
1.2.5 光谱学基础知识
1.2.6 光电参数
技能训练2 光的双缝干涉
技能训练3 观察光的偏振现象
1.3 光电倍增管（PMT）
1.3.1 光电倍增管的分类
1.3.2 光电倍增管的结构
1.3.3 光电倍增管的工作原理
1.3.4 光电倍增管的特性
技能训练4 光电倍增管暗电流的测试
项目小结
第2章 激光技术
2.1　概述
2.1.1 激光器的产生
2.1.2 激光器的分类
2.2　激光的产生和特性
2.2.1 激光的产生
2.2.2 激光器的结构
2.2.3 激光器的工作原理
2.2.4 激光的特性
技能训练5 激光二极管（LD）伏安特性的测量
技能训练6 激光二极管电光转换特性（P-I）
2.3　各种物质类型的激光器
2.3.1 固体激光器
2.3.2 气体激光器
2.3.3 液体激光器
2.3.4 半导体激光器（GaAlAs、InGaAs等）
2.4 激光调制
2.4.1 激光调制的种类
2.4.2 激光调制的方式
2.4.3 激光的调制的应用实例——激光打印机
2.5 激光调Q技术
2.5.1 激光调Q技术的定义
2.5.2 激光调Q技术的应用实例——转镜调Q技术
2.6 激光的应用
2.6.1 激光在加工业上的应用
2.6.2 激光全息技术
2.6.3 CD、VCD、DVD机的激光头
2.6.4 激光在军事上的应用
2.6.5 激光医学
项目小结
第3章 红外技术
3.1 红外线的发现
3.2 红外线的产生、传播和接收
3.2.1 红外线的产生
3.2.2 红外线的传播
3.2.3 红外线的接收
3.3 红外成像原理
3.3.1 红外成像简史
3.3.2 主动式红外成像
3.3.3 被动式红外成像
3.4 红外技术应用
3.4.1 红外技术在温度检测上的应用
3.4.2 红外技术在家用电器上的应用
3.4.3 红外技术在军事上的应用
3.4.4 红外无线鼠标
技能训练7 红外感应报警器套件制作
项目小结
第4章 光电转换现象和图像显示器件
4.1 光电转换现象
4.1.1 光电效应
4.1.2 电光效应
4.2 液晶显示器（LCD）
4.2.1 液晶
4.2.2 液晶显示器
4.2.3 液晶电视的优点和缺点
4.2.4 液晶显示器的应用和发展趋势
技能训练8 制作小点阵液晶显示器件显示时间 （年月日时分秒）
4.3 等离子体显示板（PDP）
4.3.1 等离子体显示板的发展和结构
4.3.2 等离子体显示板的工作原理
4.3.3 等离子体显示板的特性
4.3.4　等离子体显示板的应用
4.4 电子书阅读器
4.4.1 电子书的发展和前景
4.4.2 电子书的终端阅读器产品
4.4.3 电子书的功能特点
4.5　其他光电转换器件介绍
4.5.1 CCD/CMOS图像传感器
4.5.2 触摸屏
项目小结
第5章 光纤通信技术
5.1 概述
5.2 光纤和光缆
5.2.1 光纤的结构和分类
5.2.2 光纤的特性
5.2.3 光纤的连接
5.2.4 光缆的结构、型号及规格
5.3 光纤通信系统
5.3.1 光纤通信系统的组成
5.3.2 光纤通信系统的应用
技能训练9 光纤熔接实验
项目小结
第6章 光电技术的新发展
6.1 光电技术的发展现状
6.2 光电技术的发展趋势
项目小结
参考文献

《光电传感技术应用》 内容简介： 本书深入探讨了光电传感器的基本原理、关键技术、设计方法以及广泛的应用领域。旨在为读者提供一个全面而系统的光电传感技术知识框架，帮助读者掌握光电传感器的设计、选型、集成和调试能力，从而能够独立完成各种光电传感系统的设计与实现。 第一部分：光电传感器基础理论 光的基本性质与相互作用： 介绍光作为电磁波的性质，包括光的波粒二象性、光的传播、反射、折射、衍射、干涉等现象。深入阐述光与物质相互作用的基本规律，如吸收、散射、透射、荧光、磷光等，为理解各类光电传感器的工作机理奠定基础。 光电效应： 详细讲解光电效应的不同类型，包括外光电效应（如光电导效应、光伏效应）、内光电效应（如光致发光）以及热电效应等。重点阐述半导体材料的光电特性，分析其能带结构、载流子特性以及与光的相互作用机制，是理解各类光电探测器工作原理的核心。 光学基础： 涵盖几何光学和物理光学中的关键概念，包括透镜、棱镜、反射镜等光学元件的成像原理和设计，光阑、滤光片等在光路设计中的作用。介绍干涉、衍射等物理光学现象在传感器中的应用，如光栅、全息等。 电子学基础： 复习与光电传感器相关的电子学基础知识，包括半导体器件（二极管、三极管、场效应管）、运算放大器、滤波电路、模数/数模转换器等。重点讲解如何设计信号调理电路，以适应不同光电传感器的输出特性，并保证信号的稳定性和精度。 第二部分：常见光电传感器类型及原理 光电二极管（Photodiode）： 详细介绍PIN光电二极管、雪崩光电二极管（APD）、光电倍增管（PMT）等不同类型光电二极管的工作原理、结构特点、性能参数（如响应时间、量子效率、暗电流、灵敏度等）。分析不同材料（如硅、锗、砷化镓）在不同波段的应用优势。 光电晶体管（Phototransistor）： 讲解光电晶体管的结构、工作方式（如双极型、场效应型），以及其与光电二极管的性能对比。分析其在简单光电控制电路中的应用。 光敏电阻（Photoresistor）： 介绍硫化镉（CdS）、硫化硒（SeS）等光敏电阻材料的光电特性，分析其阻值随光照强度变化的规律。讲解其在简易光传感器、光控开关等应用中的优势与局限。 CCD（Charge-Coupled Device）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）图像传感器： 深入剖析CCD和CMOS图像传感器的像素结构、电荷传输机制、读出方式，以及它们在图像采集中的核心作用。对比分析两种传感器的优缺点，如功耗、速度、灵敏度、动态范围等，并探讨其在数码相机、扫描仪、安防监控等领域的应用。 光电耦合器（Optocoupler）： 阐述光电耦合器的基本原理，即利用发光器件和光敏器件的耦合实现电信号的隔离。介绍不同类型光电耦合器的结构（如光电二极管型、光电晶体管型、可控硅型），分析其在隔离、抑制噪声、提高安全性等方面的作用。 红外传感器（Infrared Sensor）： 重点介绍被动红外传感器（PIR）和主动红外传感器（包括红外测距、红外对射、红外接收等）。阐述其工作原理，如热释电效应、红外光的反射与吸收特性，以及在安防、遥控、环境监测等领域的应用。 激光传感器（Laser Sensor）： 介绍激光作为一种特殊光源在传感技术中的应用。讲解不同类型的激光传感器，如激光测距仪、激光扫描仪、激光位移传感器等，分析其工作原理（如时间飞行法、相位法、三角测量法），以及在高精度测量、自动化控制中的关键作用。 其他新兴光电传感器： 简要介绍一些前沿的光电传感器技术，如光纤传感器、MEMS光传感器、生物光子传感器等，展望其未来的发展趋势和应用前景。 第三部分：光电传感器的设计与实现 光电传感系统的设计流程： 引导读者理解从需求分析、方案设计、元件选型、电路设计、软件开发到系统集成与调试的完整流程。 光源与照明设计： 讲解不同类型光源（如LED、卤素灯、激光器）的选择原则，考虑其光谱特性、功率、寿命、调制能力等。探讨不同照明方式（如透射式、反射式、暗视场、明视场）对传感性能的影响，以及如何通过优化照明设计提高信噪比和检测精度。 光学设计与集成： 介绍透镜、反射镜、滤光片等光学元件的选型与组合，如何构建有效的光路以聚焦、准直或分光。讲解如何进行光学元件的安装与对准，以保证系统的稳定性和重复性。 电子电路设计： 重点讲解信号采集与调理电路的设计，包括放大电路、滤波电路、阻抗匹配电路等。介绍如何设计数据采集系统，包括模数转换（ADC）器的选型与使用，以及常见的接口电路（如UART、SPI、I2C）。 嵌入式系统集成： 阐述如何将光电传感器与微控制器（MCU）、单片机或更复杂的嵌入式系统进行集成。讲解传感器数据读取、处理、存储和通信的实现，以及如何编写固件实现传感器功能的控制和智能化。 抗干扰与噪声抑制技术： 讨论影响光电传感系统性能的常见干扰源，如电磁干扰（EMI）、热噪声、散粒噪声等。介绍有效的抗干扰设计方法，包括屏蔽、接地、滤波、差分信号传输等，以及软件降噪算法的应用。 系统校准与标定： 详细介绍光电传感系统的校准与标定方法，以消除系统误差，提高测量精度和准确度。讲解线性校准、多点校准、零点校准等不同校准策略。 第四部分：光电传感器的应用实践 工业自动化与检测： 介绍光电传感器在产品分拣、位置检测、液位测量、物体计数、尺寸测量、表面缺陷检测等工业自动化过程中的应用。例如，利用光电开关实现自动生产线的物料传送控制，利用激光测距传感器实现精准的机器人定位。 环境监测与安全： 探讨光电传感器在气体泄漏检测（如红外气体传感器）、烟雾报警（如光电烟感）、水质监测（如浊度传感器）、大气颗粒物浓度测量等环境监测领域的应用。在安全领域，介绍红外人体感应器、入侵探测器、火灾探测器等。 医疗与生物技术： 讲解光电传感器在生物医学成像（如内窥镜、显微镜）、生理信号监测（如血氧饱和度仪、心率监测器）、疾病诊断（如光谱分析）、药物研发等方面的应用。例如，脉搏血氧仪利用红外光和可见光穿透人体组织，测量血液中的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的比例。 智能家居与消费电子： 介绍光电传感器在智能照明控制、自动门、安防系统、扫地机器人导航、智能手机摄像头、VR/AR设备中的应用。例如，智能家居中的光照传感器自动调节室内灯光亮度，以达到节能和舒适的效果。 交通与汽车电子： 阐述光电传感器在交通信号灯控制、车道偏离预警、自动泊车、自适应巡航控制、交通流量监测等方面的应用。例如，车载摄像头利用光电传感器捕捉路面信息，为ADAS系统提供数据支持。 光学测量与仪器： 介绍光电传感器在精密测量仪器中的应用，如激光干涉仪、光学轮廓仪、三维扫描仪等，用于实现高精度长度、角度、形状和表面形貌的测量。 第五部分：未来发展趋势与挑战 微型化与集成化： 探讨光电传感器向微型化、集成化方向发展，实现更高的集成密度和更小的体积，为可穿戴设备、微型机器人等应用提供可能。 智能化与网络化： 分析光电传感器与人工智能、物联网（IoT）技术的结合，实现传感器数据的智能分析、自主决策和远程访问，构建更智能的感知网络。 高性能化与多功能化： 展望高性能光电传感器，如更高灵敏度、更快响应速度、更宽光谱响应范围、更强的抗干扰能力。同时，发展集成多种传感功能的“多功能一体化”传感器。 新兴技术融合： 探讨光电传感器与其他前沿技术（如柔性电子、3D打印、纳米技术）的融合，催生新型的光电传感应用。 面临的挑战： 分析光电传感器在成本、功耗、可靠性、标准化、数据安全等方面的挑战，以及如何通过技术创新和产业协作来克服这些挑战。 本书结构清晰，内容详实，理论与实践相结合，配以丰富的图例和实例，旨在帮助读者建立扎实的光电传感技术理论基础，掌握核心技能，并能够将其应用于实际工程项目。通过学习本书，读者将能够深刻理解光电传感器的奥秘，并成为一名合格的光电传感技术应用工程师。

评分☆☆☆☆☆

我一直对微电子学和集成电路非常感兴趣，所以当我翻开这本书时，主要关注点集中在半导体材料的特性和各种晶体管的工作原理上。令我惊喜的是，作者并没有将这些内容写得过于晦涩难懂，而是从材料的能带理论入手，一步步讲解了PN结的形成以及二极管、三极管的放大和开关特性。书中对于各种器件的结构和物理过程的描述，非常细致，甚至深入到了载流子注入、扩散、漂移的细节。我特别喜欢关于MOSFET的章节，作者用非常直观的方式解释了栅极电压如何控制沟道电导率，以及不同工作区域的特性。此外，书中还提到了一些常用的半导体器件制造工艺，虽然没有深入到每一个步骤，但足以让我对整个流程有一个大致的了解。我感觉这本书在理论深度和工程实用性之间找到了一个很好的平衡点，既能满足我深入学习的渴望，又能让我看到这些理论在实际芯片设计中的应用。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对通信系统充满好奇的人，我一直想弄清楚光信号是如何在光纤中传输的，以及如何在接收端被还原成电信号。这本书的这部分内容，可以说完全满足了我的需求。作者从光纤的结构和光波在其中的传播方式讲起，详细解释了全反射的原理，以及为什么光纤能够实现长距离、低损耗的信号传输。我尤其对书中关于色散和非线性效应的讲解印象深刻，作者通过图示和类比，将这些复杂的光学现象解释得非常清晰，让我理解了为什么在实际通信中需要采取各种措施来补偿这些效应。接着，书本深入讲解了光电器件在光通信系统中的作用，比如激光器作为光源，以及光电二极管作为探测器。我对光电二极管的响应速度和量子效率等关键参数有了更深入的了解，也明白了它们是如何将微弱的光信号转换为可用的电信号的。这本书为我打开了一扇通往高速光通信世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的开篇就让我眼前一亮，作者用非常生动形象的比喻，将那些抽象的光学原理和复杂的半导体器件工作机制，描绘得如同发生在眼前一般。读第一章的时候，我仿佛置身于一个奇幻的光的国度，从光的粒子性和波动性到光的传播和干涉，每一个概念都被拆解得如此细致，又如此易于理解。尤其是关于光电效应的讲解，作者并非简单地罗列公式，而是深入浅出地阐述了其物理本质，并通过一些历史性的实验案例，让我们看到了科学家们是如何一步步揭开这个奥秘的。我尤其欣赏的是，书中并非止步于理论的陈述，而是巧妙地融入了一些实际的应用场景，比如早期的照相机感光元件，以及光电门在工业生产中的应用。这使得我这个初学者，在享受理论知识的同时，也能感受到光电子技术离我们并不遥远，甚至已经在悄悄改变着我们的生活。作者的语言风格非常流畅，没有那种枯燥的学术腔调，读起来就像和一位经验丰富的老师在促膝长谈，他循循善诱，总能在我困惑的地方点拨一二，让我豁然开朗。

评分☆☆☆☆☆

我在实际工作中接触过一些光学测量设备，所以对书中关于光学测量技术的内容非常感兴趣。让我意外的是，这本书不仅仅停留在基础理论，而是详细介绍了各种基于光学的测量方法和仪器。例如，关于干涉仪的介绍，让我明白了利用干涉条纹来测量微小位移和表面形貌的原理。书中还涉及到了衍射和散射的原理，以及如何利用这些现象来测量颗粒尺寸和流速。我特别欣赏的是，作者在讲解每一种测量技术时，都会附带一些实际的应用案例，比如激光干涉仪在精密机床定位中的应用，以及光散射法在生物医药领域的应用。这让我能够更直观地理解这些技术是如何解决实际问题的。此外，书中对光学传感器的类型和工作原理也进行了详细的阐述，让我了解了各种传感器是如何将物理量转化为可测量的电信号的。

评分☆☆☆☆☆

我对一些光电子器件在显示技术中的应用一直很感兴趣，例如LED和LCD。这本书的相关章节，让我对这些技术有了更全面的认识。作者首先从LED的发光原理讲起，详细解释了不同半导体材料如何产生不同颜色的光，以及PN结在发光过程中的关键作用。我惊讶于作者对LED的效率、亮度和寿命等性能指标的深入分析，让我理解了为什么某些LED比其他LED更亮或更耐用。接着，我学习了LCD的工作原理，包括液晶材料的电光效应，以及偏振片和背光源的作用。书中对于彩色滤光片和像素结构的讲解，也让我对如何实现全彩显示有了更清晰的认识。此外，我还在书中看到了关于OLED的初步介绍，这让我了解到新一代显示技术的发展趋势，以及其在灵活性和对比度方面的优势。这本书的内容让我对我们日常使用的显示设备有了更深的敬意。