光电检测技术(高职高专电子制造类专业规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吴文明 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040309782

商品编码：29595402484

包装：平装

出版时间：2010-12-01

基本信息

书名：光电检测技术(高职高专电子制造类专业规划教材)

定价：14.00元

作者：吴文明

出版社：高等教育出版社

出版日期：2010-12-01

ISBN：9787040309782

字数：180000

页码：109

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.922kg

编辑推荐

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吴文明主编的《光电检测技术》是高职高专电子制造类专业规划教材。教材系统介绍了光电检测技术的基本概念，各类光电器件的工作原理、特性和典型应用等。全书共分6章，主要内容包括：光的度量、发光器件、光电导探测器的应用、结型光电探测器的应用、光电倍增管的应用及光电成像器件的应用。为了帮助学生和教师掌握知识点，每章都编写了习题。

内容提要

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吴文明主编的《光电检测技术》系统介绍了光电检测技术的基本概念，各类光电器件的工作原理、特性和典型应用等。主要内容包括：光的度量、发光器件、光电导探测器的应用、结型光电探测器的应用、光电倍增管的应用及光电成像器件的应用。《光电检测技术》包含较多的光电检测技术应用项目，可以用于项目制教学。《光电检测技术》将理论与实践相融合，既系统阐述了光电检测技术的基本概念和基本知识，又加强了其实践应用的描述和分析。《光电检测技术》可作为高职高专院校、成人高校、民办高校及本科院校举办的二级职业技术学院光电子专业、检测技术及应用等相关专业的教学用书，并可作为社会从业人士的业务参考书及培训用书。

目录

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章 光的度量 1.1 辐射度量 1.2 光度的基本物理量 1.3 光度量基本定律 1.4 照度计与亮度计 1.4.1 照度计 1.4.2 亮度计 习题第2章 发光器件 2.1 发光二极管 2.1.1 发光二极管的发光机理 2.1.2 发光二极管的结构与分类 2.1.3 发光二极管的特性 2.1.4 白光LED 2.1.5 发光二极管的简单检测 2.1.6 发光二极管的应用 2.2 激光器 2.2.1 激光工作原理 2.2.2 激光器的结构 2.2.3 激光的特性 2.2.4 激光的应用 习题第3章 光电导探测器的应用 3.1 光电导探测器的工作原理 3.2 光敏电阻的结构及分类 3.2.1 光敏电阻的结构 3.2.2 光敏电阻的分类 3.3 光敏电阻的特性 3.3.1 光敏电阻特性的测试电路 3.3.2 光敏电阻的光电特性 3.3.3 光敏电阻的光谱特性 3.3.4 光敏电阻的频率特性 3.3.5 光敏电阻的伏安特性 3.3.6 光敏电阻的前历效应 3.4 光敏电阻的应用 3.4.1 光敏电阻应用的注意事项 3.4.2 光敏电阻应用实例 习题第4章 结型光电探测器的应用 4.1 结型半导体光伏效应 4.1.1 半导体PN结 4.1.2 光照下的半导体PN结——光伏效应 4.2 光电池 4.2.1 光电池的结构与原理 4.2.2 光电池的特性 4.2.3 光电池在太阳能利用中的应用 4.2.4 光电池在光电检测中的应用 4.3 光电二极管 4.3.1 光电二极管的结构与原理 4.3.2 光电二极管的特性 4.3.3 光电二极管的简易检测 4.3.4 光电二极管在光电检测与控制中的应用 4.4 光电三极管 4.4.1 光电三极管的结构与工作原理 4.4.2 光电三极管的特性 4.4.3 光电三极管的简易检测 4.4.4 光电三极管的应用 4.5 光电开关与光电耦合器 4.5.1 光电开关 4.5.2 光电耦合器 4.6 光电位置探测器 4.6.1 象限探测器 4.6.2 PSD位置探测器 习题第5章 光电倍增管的应用 5.1 光电倍增管的工作原理 5.1.1 光电发射效应 5.1.2 光电倍增管的工作原理 5.1.3 光电信增管的组成 5.2 光电倍增管的主要参量与特性 5.3 光电倍增管的应用 5.3.1 光电倍增管供电电路 5.3.2 光电倍增管供电电路的高压稳压源 5.3.3 光电倍增管信号的放大 5.3.4 光电倍增管使用注意事项 5.3.5 光电倍增管的应用实例 习题第6章 光电成像器件的应用 6.1 CCD图像传感器 6.1.1 CCD的结构与工作原理 6.1.2 CCD的特性 6.1.3 CCD图像传感器的类型及形式 6.1.4 CCD图像传感器的应用 6.2 CMOS图像传感器 6.3 变像管与像增强管 6.3.1 变像管 6.3.2 图像增强管 习题参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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光电检测技术（高职高专电子制造类专业规划教材）—— 内容梗概 本书旨在为高职高专电子制造类专业的学生提供一套全面、系统、深入的光电检测技术基础知识和实践技能。本书紧密结合当前电子制造行业对光电检测技术的需求，内容涵盖了光电检测的基本原理、常用器件、典型应用以及相关的系统设计与调试。全书结构清晰，逻辑严谨，理论与实践相结合，力求使读者在掌握光电检测核心概念的同时，能够独立完成基本的工程实践任务。 第一章 光电检测技术概述 本章首先从宏观角度介绍了光电检测技术在现代工业中的重要地位和广泛应用。通过列举汽车制造、半导体生产、医疗仪器、环境保护等多个领域的实例，使读者初步了解光电检测技术是如何实现对各种物理量和化学量的精确测量与控制的。随后，重点阐述了光电检测技术的基本工作原理，即利用光与物质的相互作用，将待测参数的变化转化为光信号的变化，再通过光电探测器将光信号转换为电信号，最终实现对信息的获取和处理。本章还梳理了光电检测技术的发展历程和未来趋势，为读者构建了初步的知识框架。 第二章 光源与照明技术 光源是光电检测系统的“眼睛”，其选择和性能直接影响到整个系统的精度和可靠性。本章详细介绍了各种常用的发光器件，包括： 白炽灯： 讲解其发光原理、光谱特性、优缺点及其在某些特定场合的应用。 气体放电灯： 重点介绍荧光灯、节能灯（CFL）、高压钠灯、金属卤化物灯等，阐述其工作原理、发光效率、光谱分布以及在工业照明和特定检测中的应用。 LED（发光二极管）： 作为当前最主流的光源之一，本章对其进行了深入的讲解。内容包括LED的基本结构、pn结发光原理、不同颜色的LED发光机理、LED的电学和光学特性（如正向电压、峰值波长、光谱宽度、亮度等），以及LED的驱动电路设计。特别强调了LED作为检测光源的优势，如高效率、长寿命、快速响应、易于控制等，并列举了LED在条形码扫描、LED照明、指示灯等方面的应用。 激光器： 详细介绍了激光的产生原理（受激辐射）、激光的四大特性（单色性、方向性、相干性、高亮度），以及各种类型激光器（如气体激光器、固体激光器、半导体激光器）的工作原理和特点。重点讲解了激光在精密测量、扫描、通信、材料加工等领域的应用，以及与LED光源在应用上的区别与联系。 此外，本章还探讨了照明系统的设计原则，包括照度、均匀度、显色指数等关键参数的意义，以及如何在光电检测系统中优化光源的布局和选择，以达到最佳的检测效果。 第三章 光电探测器 光电探测器是光电检测系统的“耳朵”，负责将接收到的光信号转化为可测量的电信号。本章将系统介绍各类常用的光电探测器： 光电导器件： 光敏电阻： 讲解其基于半导体光导效应的工作原理，材料特性（如硫化镉CdS、硫化铅PbS等），以及其响应速度、灵敏度等参数。重点说明其在光照度测量、自动开关等简单应用中的优势。 光敏二极管： 详细介绍其p-n结或pin结结构，光生伏特效应和光导效应的工作模式。分析其内建电场、载流子产生与漂移过程。讲解其线性响应范围、响应时间、暗电流、量子效率等关键参数，以及在光通信、光电耦合器、条形码阅读器等领域的应用。 光电倍增管（PMT）： 讲解其真空管结构，光电阴极、倍增极（Dynode）的工作原理。重点阐述电子倍增效应及其带来的高灵敏度，以及其在弱光检测、粒子探测、光谱分析等高精度应用中的不可替代性。同时，也提及PMT对环境要求较高的缺点。 光电晶体管（光电MOS管）： 介绍其集成了光敏元件和放大电路的特点，相比普通光电二极管具有更高的灵敏度，但响应速度相对较慢。分析其结构和工作原理，以及在光电耦合、光控开关等集成应用中的便利性。 CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器： 作为现代图像采集的核心器件，本章将详细介绍其像素结构、光电转换过程、电荷传输机制（CCD）和直接读出机制（CMOS）。对比分析CCD和CMOS的优缺点，如灵敏度、噪声、响应速度、功耗、集成度等，并列举其在数码相机、扫描仪、机器视觉等领域的广泛应用。 本章还将探讨不同光电探测器的选型原则，考虑待测光信号的强度、光谱范围、响应速度要求以及环境条件等因素，以选择最合适的光电探测器。 第四章 光电转换与信号处理 光电探测器输出的原始电信号往往需要经过进一步的处理才能满足后续应用的需求。本章将重点讲解光电信号的转换与处理技术： 光电信号的特性： 分析光电探测器输出信号的类型（电压、电流）、幅度、频率特性、噪声等，并解释这些特性对后续处理的影响。 放大电路： 介绍各种放大电路的设计，包括直流放大、交流放大、跨阻放大等，以及运算放大器（Op-amp）在光电信号放大中的应用。重点讲解如何选择合适的放大器，并设计能够满足增益、带宽、噪声等要求的放大电路。 滤波电路： 讲解低通、高通、带通滤波器的原理及其在滤除噪声、提取有用信号方面的作用。重点介绍有源滤波器和无源滤波器在光电检测系统中的应用。 模数转换（ADC）： 详细介绍ADC的基本原理，如逐次逼近型、双积分型、Σ-Δ型等。讲解ADC的量化误差、分辨率、采样率等参数，以及如何选择合适的ADC以实现对光电信号的精确数字化。 数字信号处理（DSP）基础： 简要介绍数字信号处理的基本概念，如傅里叶变换、滤波算法等，以及DSP技术在光电信号去噪、特征提取、模式识别等方面的应用。 电信号调理： 介绍各种电信号调理技术，如限幅、钳位、差分信号处理等，以提高信号的抗干扰能力和测量精度。 第五章 光电检测技术在电子制造中的典型应用 本章将结合电子制造行业的实际需求，深入探讨光电检测技术的具体应用案例，使读者能够将所学理论知识转化为实际的工程能力： 位移与距离测量： 光电编码器： 详细介绍光电编码器的工作原理，包括绝对编码器和增量编码器的区别，以及它们在电机控制、机器人、数控机床等领域的应用。 激光测距仪： 讲解基于时间飞行（Time-of-Flight, ToF）和相位测量原理的激光测距技术，以及其在自动化生产线、物料搬运等方面的应用。 光学三角测量法： 阐述该方法在三维扫描、表面缺陷检测中的应用。 物体识别与定位： 条形码与二维码识别： 讲解基于CCD或CMOS的扫描技术，以及在产品追溯、库存管理等领域的应用。 光学字符识别（OCR）： 介绍OCR技术在产品标识、质量追溯方面的应用。 机器视觉： 讲解机器视觉系统的工作原理，包括图像采集、图像处理、特征提取、模式匹配等。重点介绍机器视觉在元器件缺陷检测、PCB（印刷电路板）检测、装配校准、产品表面质量检测等方面的应用。 表面缺陷检测： 介绍基于暗场、明场、差分成像等技术的表面缺陷检测方法，以及在金属件、塑料件、玻璃等产品质量控制中的应用。 颜色测量与分析： 讲解色度学基本概念，以及如何利用光谱仪、色度计等设备进行颜色测量和匹配，在涂料、塑料、纺织品等行业的应用。 光学尺寸测量： 介绍基于CCD/CMOS的轮廓测量、轮廓扫描技术，用于测量微小尺寸、孔径、倒角等。 光电传感器的集成应用： 介绍如何将多个光电传感器集成到一个系统中，实现复杂的自动化检测与控制，例如自动化装配线上的物料检测、产品分拣等。 第六章 光电检测系统的设计与调试 本章将指导读者如何从整体上设计和构建一个完整的光电检测系统： 系统需求分析： 如何根据待测参数、测量精度、响应速度、成本等要求，确定系统的设计方案。 光源与探测器的选型： 结合具体应用，进行光源类型、功率、光谱特性以及探测器类型、灵敏度、响应时间等的详细选型。 光学设计基础： 简要介绍光学元件（如透镜、反射镜、滤光片）的作用，以及如何进行简单的光学布局设计，确保光路有效且信号损耗最小。 电路设计： 强调信号采集、放大、滤波、转换等环节的电路设计要点，以及电源设计、抗干扰措施。 系统集成与标定： 讲解如何将各功能模块集成在一起，并进行系统性能的标定，确保测量结果的准确性。 故障诊断与排除： 提供常见的系统故障分析方法和排除技巧。 案例分析： 针对一到两个典型的电子制造领域光电检测项目，进行从需求分析到系统设计的完整案例分析，加深读者对系统设计流程的理解。 附录 常用光电检测器件的技术参数说明 相关行业标准与规范 实验指导（针对书中内容的配套实验，可能包含硬件连接、软件编程、数据采集与分析等） 本书注重理论知识的系统性与工程实践的结合，力求让读者在掌握光电检测技术的基础理论和核心概念的同时，具备独立解决实际问题的能力，为从事电子制造行业的光电检测、质量控制、自动化设计等岗位打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格也很接地气，非常适合我们这样的高职高专学生。作者没有使用过于晦涩难懂的专业术语，而是用通俗易懂的语言解释复杂的概念。即使是一些涉及到高等数学的推导，作者也尽量简化，或者给出直观的解释。最重要的是，书中大量的图示和表格，让抽象的原理变得形象具体。例如，在讲解各种光电检测器的响应曲线时，作者配上了清晰的图表，让我一目了然地看出不同器件在不同波长下的敏感度差异。这种教学方式，极大地降低了学习的难度，也提升了学习的效率。

评分☆☆☆☆☆

这本书在光电耦合器的介绍部分，可以说做得非常出色。我之前对光耦的理解仅停留在“用光信号隔离开两个电路”这个概念上，但这本书却从内部结构、工作原理、传输延迟、隔离电压等多个维度进行了深入的讲解。作者详细解释了为什么通过光信号可以实现电气隔离，以及不同类型光耦（如晶体管输出、达林顿输出、可控硅输出等）的优缺点和适用范围。书中还举例说明了如何利用光耦来保护敏感的微控制器免受高压干扰，或者在电源转换电路中实现安全隔离。这些知识点对于我理解和设计一些复杂的电子系统非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

让我感到惊喜的是，这本书对于一些高级的光电检测技术也有涉猎，而且讲解得非常透彻。比如在讲到CCD和CMOS图像传感器的时候，作者并没有止步于介绍它们的结构，而是详细地阐述了它们的成像原理、像素工作方式、噪声来源以及如何进行图像信号的读取和处理。特别是对于两种传感器的优缺点对比，作者结合了实际应用场景，比如在低光照条件下的成像表现、动态范围、功耗等，给出了非常中肯的评价。这让我对目前的数字图像采集技术有了更深层次的认识。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《光电检测技术》的时候，我原本是抱着一种“看看大纲，了解一下基本概念”的心态，毕竟在高职高专的电子制造类专业里，这门课算是基础但又不至于太深入的。然而，翻开第一章，我就被作者严谨的逻辑和清晰的阐述方式吸引住了。特别是关于光电效应的原理部分，作者没有仅仅停留在“光子打到电子上，电子就跑出来”这种肤浅的描述，而是深入剖析了光电导效应、光生伏特效应等几种不同机制的细微差别，并且结合了许多实际的半导体材料特性，比如硒、硫化镉等，解释了它们在不同光照强度下电阻率的变化规律。这对我理解一些基础的光电器件，比如光敏电阻，有了质的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排方式也让我印象深刻。它不是那种把所有知识点一股脑堆砌出来的“百科全书”式教材，而是非常有条理地将光电检测技术的核心内容进行了分块。比如说，在讲到光电二极管的应用时，作者不仅列举了它在光信号接收、光通信等领域的应用，还特别详细地讲解了如何根据具体的应用场景选择合适的光电二极管型号，并提供了相应的选型参数说明。更难得的是，书中还穿插了许多小案例分析，比如如何利用光电二极管检测物体是否存在，如何通过控制光电二极管的偏置电压来优化响应速度和灵敏度。这些实际操作的指导，对于我们这些未来的技术工人来说，实在是太有用了。