光电测试技术（第3版）/工业和信息化部“十二五”规划教材，光电信息科学与工程类专业规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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范志刚 等 著

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• 测试技术
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• 规划教材
• 高等教育
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• 第三版
• 光电技术

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121252624

版次：3

商品编码：11652631

包装：平装

丛书名： 工业和信息化部“十二五”规划教材 ，

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：胶版纸

页数：352

正文语种：中文

内容简介

本书以光电测试方法为主线，较全面地介绍了在光电测试技术中所涉及的基本理论和概念、主要测试原理、测试方法、仪器组成和主要技术特点。本书除绪论外共8章，绪论介绍了光电测试技术的发展历史、概况、特点，以及在光电测试技术中的数据处理方法；第1章介绍了光电测试技术中的光辐射体和光辐射探测器的基本性能和特点；第2章介绍了光学系统性能的测试技术；第3章介绍了光学元件特性的测试技术；第4章介绍了色度学的基本原理和色度测试技术；第5～7章介绍了激光测试技术，包括激光准直、测速、测距以及干涉、衍射测试技术；第8章介绍了技术成熟应用广泛的莫尔条纹、图像测试、光纤传感、层析探测、共焦扫描显微技术及纳米技术中的光电测试技术等。上述光电测试技术广泛地应用于工业、农业、文教、卫生、国防、科研和家庭生活等各个领域。

作者简介

范志刚，主要从事精密光电测试技术、气动光学理论与技术、空间光电系统与技术等方向的研究。近年在国内外重要学术刊物上发表论文50余篇。

目录

绪论
第1章 光辐射体与光辐射探测器件
1．1 辐射度学与光度学基础
1．1．1 辐射度学与光度学的基本物理量
1．1．2 辐射度学与光度学的基本定律
1．1．3 光辐射量计算举例
1．1．4 光辐射在大气中的传播
1．2 光辐射体
1．2．1 人工光辐射体（光源）的基本性能参数
1．2．2 自然光辐射体
1．2．3 人工光辐射体
1．3 光辐射探测器件
1．3．1 光辐射探测器件的性能参数
1．3．2 光子探测器
1．3．3 热探测器件
思考题与习题1
第2章 光学系统测试技术
2．1 光电系统的对准和调焦技术
2．1．1 目视系统的对准和调焦
2．1．2 光电对准技术
2．1．3 光电调焦技术
2．2 焦距的测量
2．2．1 概述
2．2．2 放大率法
2．2．3 附加透镜法
2．2．4 精密测角法
2．2．5 莫尔偏折法
2．3 星点检验
2．3．1 星点检验的理论基础
2．3．2 星点检验条件
2．4 分辨率测试技术
2．4．1 衍射受限系统的分辨率
2．4．2 分辨率测试方法
2．5 光度学量测试技术
2．5．1 积分球及其应用
2．5．2 光学系统像面照度均匀性测试技术
2．5．3 光学系统透过率测试技术
2．5．4 光学系统杂散光分析与测试
2．6 光学传递函数测试技术
2．6．1 光学传递函数测试基础
2．6．2 光学传递函数测试原理及方法
2．6．3 光学传递函数用于像质评价
思考题与习题2
第3章 光学元件特性测试技术
3．1 光学材料特性测试
3．1．1 光学材料折射率的测量
3．1．2 色散系数的测量
3．1．3 光学材料折射率温度系数的测试
3．1．4 光学材料其他参数的测试
3．2 光学元件面形测试技术
3．2．1 刀口阴影法
3．2．2 子孔径拼接测试技术
3．2．3 自由曲面的面形测试技术
3．3 微光学元件参数测试
3．3．1 衍射光学元件衍射效率测试
3．3．2 衍射光学元件表面形貌测量
3．3．3 微透镜阵列焦距测量
3．4 自聚焦透镜参数测试
3．4．1 自聚焦透镜折射率分布测试
3．4．2 自聚焦透镜数值孔径的测量
3．4．3 自聚焦透镜周期长度的测量
3．4．4 自聚焦透镜焦斑直径的测量
思考题与习题3
第4章 色度测试技术
4．1 色度学的基本概念和实验定律
4．1．1 颜色混合定律
4．1．2 色度学中的基本概念
4．1．3 CIE标准色度系统
4．1．4 CIE标准照明体和标准光源
4．2 CIE色度计算方法
4．2．1 色品坐标计算
4．2．2 颜色相加计算
4．2．3 主波长和色纯度计算
4．3 色度的测试方法和应用
4．3．1 颜色的测量方法和仪器
4．3．2 有色光学玻璃的色度测量例
4．3．3 白度的测量
思考题与习题4
第5章 激光测试技术
5．1 激光概述
5．1．1 激光的基本性质
5．1．2 高斯光束
5．2 激光准直技术及应用
5．2．1 激光束的压缩技术
5．2．2 激光准直测试技术
5．2．3 激光准直测试技术的应用
5．3 激光多普勒测速技术
5．3．1 激光多普勒测速技术基础
5．3．2 激光多普勒测速技术的应用
5．4 激光测距技术
5．4．1 激光相位测距
5．4．2 脉冲激光测距
5．5 激光三角法测试技术
5．5．1 激光三角法测试技术基础
5．5．2 激光三角法测试技术的应用
思考题与习题5
第6章 激光干涉测试技术
6．1 激光干涉测试技术基础
6．1．1 干涉原理与干涉条件
6．1．2 影响干涉条纹对比度的因素
6．1．3 共程干涉和非共程干涉
6．1．4 干涉条纹的分析与波面恢复
6．1．5 提高分辨率的方法和干涉条纹的信号处理
6．2 激光斐索型干涉测试技术
6．2．1 激光斐索型平面干涉测量
6．2．2 斐索型球面干涉仪
6．3 波面剪切干涉测试技术
6．3．1 波面剪切干涉技术基本原理
6．3．2 横向剪切干涉仪及应用
6．3．3 径向剪切干涉仪及应用
6．4 激光全息干涉测试技术
6．4．1 全息术及其基本原理
6．4．2 全息干涉测试技术
6．4．3 全息干涉测试技术应用
6．5 激光外差干涉测试技术
6．5．1 激光外差干涉测试技术原理
6．5．2 激光外差干涉测试技术应用
6．6 激光移相干涉测试技术
6．6．1 激光移相干涉测试技术原理
6．6．2 激光移相干涉测试技术的特点
6．6．3 激光移相干涉测试技术应用
思考题与习题6
第7章 激光衍射测试技术
7．1 激光衍射测试技术基础
7．1．1 惠更斯?菲涅耳原理
7．1．2 巴俾涅原理
7．1．3 单缝衍射
7．1．4 圆孔衍射
7．2 激光衍射测量方法
7．2．1 间隙测量法
7．2．2 反射衍射测量法
7．2．3 分离间隙法
7．2．4 互补测量法
7．2．5 艾里斑测量法
7．2．6 衍射频谱检测法
7．3 衍射光栅及其应用
7．3．1 衍射光栅的基本特性
7．3．2 衍射光栅的典型应用
思考题与习题7
第8章 其他典型光电测试技术
8．1 莫尔测试技术
8．1．1 莫尔测试技术基础
8．1．2 莫尔形貌（等高线）测试技术
8．1．3 莫尔测试技术的应用
8．2 图像测试技术
8．2．1 图像信息的获取
8．3．2 图像的预处理技术
8．2．3 图像测试技术的应用
8．3 光纤传感技术
8．3．1 光纤传感技术基础
8．3．2 光纤传感技术典型应用
8．4 层析探测技术
8．4．1 层析探测技术基础
8．4．2 层析探测技术应用
8．5 激光共焦扫描显微技术
8．5．1 激光共焦扫描显微技术原理
8．5．2 激光共焦扫描显微技术的应用
8．6 纳米技术中的光电测试技术
8．6．1 扫描隧道显微镜（STM）
8．6．2 扫描近场光学显微镜（SNOM）
8．6．3 光子扫描隧道显微镜（PSTM）
8．6．4 亚纳米零差检测干涉系统
8．6．5 亚纳米外差检测干涉系统
8．6．6 亚纳米X射线干涉测试技术
8．6．7 亚纳米表面增强拉曼散射测试技术
思考题与习题8
参考文献

前言/序言

《光电测试技术（第3版）》图书简介 面向前沿，精炼实用的光电工程专业核心教材 《光电测试技术（第3版）》作为一本由工业和信息化部“十二五”规划重点推荐的教材，并被列为光电信息科学与工程类专业规划教材，其内容经过精心打磨与革新，旨在为广大学子和行业从业者提供一个全面、深入且与时俱进的光电测试技术知识体系。本书紧密结合当前光电信息科学与工程领域的发展趋势，以及产业界对高素质技术人才的迫切需求，着重于培养读者扎实的光电理论基础、敏锐的工程实践能力以及解决实际问题的创新思维。 教材定位与目标读者 本书以培养能够胜任光电系统设计、开发、测试、维护等工作的复合型人才为核心目标。内容覆盖了光电测试领域的基础理论、关键技术、常用仪器设备原理与应用、以及典型工程实例分析。因此，本书不仅是高等院校光电信息科学与工程、测控技术与仪器、电子信息工程、通信工程等相关专业本科生和研究生的理想教材，也适用于从事光电技术研发、产品检测、质量控制等工作的工程师、技术人员以及相关领域的科研工作者。 内容体系与特点 《光电测试技术（第3版）》在内容编排上，遵循由浅入深、循序渐进的原则，力求做到理论与实践的有机结合。全书共分为若干章节，每一章节都围绕光电测试中的一个核心主题展开，既有概念的清晰阐述，也有原理的深入剖析，更有方法的具体介绍。 基础理论的深度挖掘： 本书详细阐述了光电测试所依赖的各项基础物理原理，包括光的传播、干涉、衍射、偏振等光学现象，以及光与物质的相互作用。对于半导体光电器件、光纤光学、激光器、光探测器等关键元件，也进行了深入的原理介绍，为理解后续的测试方法奠定坚实的理论基础。例如，在介绍激光器测试时，会详细讲解其工作原理、输出特性（如功率、波长、线宽、模式结构等），并深入分析影响这些特性的因素，为后续的测试方法提供理论依据。 核心测试技术的全面覆盖： 书中系统介绍了光电测试领域最常用、最核心的各项技术。这包括但不限于： 光学参数测试： 如光强、光通量、照度、亮度、反射率、透射率、折射率、光功率、光谱特性（波长、光谱宽度、光谱功率分布）、偏振特性等。书中会详细讲解每种参数的定义、物理意义，以及测量原理和方法。 光电转换器件测试： 如光电二极管、光电三极管、CCD/CMOS图像传感器、光电倍增管、温差电堆等。重点介绍其关键电参数（如暗电流、光电流、响应速度、量子效率、噪声）和光电性能的测试方法。 激光器测试： 包括连续/脉冲激光器的输出功率、波长、模式、光束质量、稳定性、调制特性等的测量。 光纤测试： 如光纤的损耗、带宽、模场直径、数值孔径、连接器/熔接点的损耗等。 图像传感器与成像系统测试： 介绍分辨率、信噪比、动态范围、非线性度、像素缺陷等关键指标的测试方法。 光学仪器性能测试： 如显微镜、望远镜、光谱仪、干涉仪等仪器的分辨率、精度、放大倍率、视场等参数的测试。 非线性光学测试： 针对一些先进的光电应用，本书也可能涉及非线性光学效应的测量，如二次谐波产生、光折变效应等。 光信号处理与分析： 介绍如何对采集到的光电信号进行处理和分析，包括滤波、放大、采样、数字化、频谱分析等。 典型仪器设备原理与应用： 本书并非仅仅罗列测试方法，而是着重于讲解实现这些测试所依赖的关键仪器设备的工作原理。读者将深入了解如示波器、频谱分析仪、光功率计、光谱仪、CCD/CMOS相机、激光功率计、光纤衰减损耗测试仪、OTDR、CCD/CMOS图像分析仪等常用光电测试仪器的内部结构、工作机制、性能指标及其在实际测试中的操作要领。例如，在讲解光功率计的应用时，会详细说明其光电二极管的类型、灵敏度、动态范围、校准方法，以及不同类型光功率计在测量不同光源时的适用性。 工程实例与实验设计： 为了强化读者的实践能力，《光电测试技术（第3版）》穿插了大量贴近实际工程的案例分析。这些案例涵盖了从基础光学元件的性能表征，到复杂光电系统的集成测试，为读者提供了一个将理论知识应用于解决实际问题的范例。此外，书中还可能提供一系列精心设计的实验项目，指导读者动手实践，掌握实际操作技能，例如，设计一个简单的光强测量实验，或者利用图像传感器进行分辨率测试等。这些实验项目通常会包含实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、数据处理方法以及注意事项，力求让读者能够独立完成。 前沿技术与发展趋势的引入： 作为一本与时俱进的教材，本书还会适时引入当前光电测试领域的前沿技术和发展趋势。例如，可能会探讨基于深度学习的智能光电测试方法、先进光源与探测器的测试技术、高精度纳米量级位移测量技术、光场测量技术、高速光电信号的实时分析技术等。这有助于培养读者的前瞻性思维，为他们未来从事相关领域的研究和开发做好准备。 本书的突出优势 1. 权威性与系统性： 作为国家级规划教材，本书内容经过专家评审，体系完整，理论严谨，能够为读者构建全面、扎实的光电测试知识框架。 2. 实用性与可操作性： 强调理论与实践相结合，详细讲解仪器设备原理和操作方法，配以丰富的工程实例和实验设计，使读者易于理解和掌握，能够快速应用于实际工作。 3. 前瞻性与时代性： 紧跟光电技术和产业发展的步伐，及时更新内容，引入最新技术和发展趋势，帮助读者站在行业前沿。 4. 易读性与启发性： 语言通俗易懂，逻辑清晰，结构合理，辅以图表和公式，帮助读者高效吸收知识，并激发其学习和研究的兴趣。 5. 多维度应用支持： 无论是在校学习，还是在职工程师进行技术更新，抑或是相关领域的研究人员，本书都能提供有力的支持，是不可多得的案头必备工具书。 结语 《光电测试技术（第3版）》不仅是一本教科书，更是一扇通往光电世界奥秘的窗口，一座连接理论与实践的桥梁。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解光电测试的精髓，掌握先进的测试技术，熟练运用各种光电测试仪器，最终成长为一名优秀的光电信息科学与工程领域的专业人才，为推动我国光电产业的发展贡献力量。本书将陪伴您在探索光电世界的道路上，不断前进，不断发现。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容组织得非常巧妙，我最欣赏的是它对不同测试方法的分类和比较。作者并没有将各种方法简单地罗列出来，而是根据其原理、适用范围、精度等多个维度进行了深入的分析和对比，这对于读者在实际工作中选择最合适的技术方案非常有帮助。例如，在讲解干涉测量时，它不仅介绍了迈克尔逊干涉仪、斐索干涉仪等经典仪器，还详细阐述了如何根据被测对象的特点选择合适的干涉类型，以及如何处理干涉条纹的解调问题。书中对信号处理和数据分析的部分也写得非常透彻，很多常用的算法和模型都给出了清晰的推导过程和代码示例（虽然这里没有代码，但是理解起来就像有代码一样直观），这对于我这种需要将理论知识转化为实际操作的人来说，简直是及时雨。总而言之，这本书的实用性和指导性都非常强，能够帮助我快速掌握光电测试的核心技能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格十分朴实，没有过多的华丽辞藻，而是以一种清晰、准确、严谨的学术语言进行阐述。尽管涉及的都是专业性很强的知识，但作者却善于用通俗易懂的比喻和类比来解释复杂的概念，让原本枯燥的理论变得生动有趣。我在阅读过程中，常常会因为一个精妙的比喻而豁然开朗，或者因为一段形象的描述而对某个原理有了更深刻的理解。此外，书中对每一个测试环节的注意事项和潜在的误差来源都进行了详细的说明，这对于我这种在实验中常常会遇到各种“坑”的学生来说，简直是福音。它就像一位经验丰富的导师，在我的学习之路上不断地提醒我，让我少走弯路，提高学习效率。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和广度都让我印象深刻。作者在介绍各个光电测试原理时，都能够追溯到物理学的本源，对一些基础的数学模型和物理现象进行了严谨的推导和论证。例如，在讲解光电探测器时，它不仅介绍了各种探测器的基本结构和工作原理，还深入探讨了噪声的来源、信号的放大以及动态范围的限制等关键问题，这些都是决定测试精度的重要因素。而且，书中还涉及到一些前沿的光电测试技术，比如近年来发展迅速的激光雷达和光谱成像技术，都有比较详细的介绍，这让我感觉这本书的内容并没有过时，而是紧随科技发展的步伐。对于我这种希望对光电测试技术有一个全面而深入了解的读者来说，这本书无疑提供了一个极佳的平台，让我能够站在巨人的肩膀上，看到更远的风景。

评分☆☆☆☆☆

这本书最吸引我的地方在于它的逻辑性和系统性。作者构建了一个非常清晰的知识体系，从光的基本性质到各种光电变换元件，再到具体的测试仪器和方法，层层递进，环环相扣。阅读这本书，就像在搭建一座知识的金字塔，每一章的内容都是塔基的一部分，共同支撑起整个知识体系的稳固。而且，书中还巧妙地将理论与实践相结合，在介绍完某个测试原理后，紧接着就会给出相关的应用案例，让读者能够立即理解这个原理在实际工程中的价值。这种“由浅入深，由表及里”的讲解方式，让我能够全面地掌握光电测试技术，并且能够灵活地运用到我的学习和研究中。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常简洁大气，深蓝色的背景衬托着金色的书名，非常有质感，一看就是一本严谨的学术著作。翻开书页，纸张的触感也相当不错，厚实且不反光，长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。我尤其喜欢它那种循序渐进的讲解方式，从基础的光学原理讲起，逐步深入到光电检测的各个方面。书中大量的图示和表格，将那些抽象的概念具象化，使得理解起来事半功倍。而且，作者在讲解一些关键的测试方法时，还穿插了大量的实际应用案例，这些案例的选取非常具有代表性，涵盖了工业生产、科学研究等多个领域，让我能直观地感受到光电测试技术在现实生活中的重要性。对于我这样一个初学者来说，这本书提供了一个非常好的入门框架，让我对这个领域有了初步的认识，也激发了我进一步深入学习的兴趣。