光电检测技术及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

徐熙平 张宁 著

图书标签:

• 光电检测
• 传感器
• 光电器件
• 检测技术
• 应用
• 仪器仪表
• 自动化
• 光学
• 电子技术
• 工业控制

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111370680

商品编码：29700687809

包装：平装

出版时间：2012-03-01

基本信息

书名:光电检测技术及应用

定价：38.00元

售价：25.8元,便宜12.2元,折扣67

作者:徐熙平 张宁

出版社：机械工业出版社

出版日期：2012-03-01

ISBN：9787111370680

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.341kg

编辑推荐

内容提要

　　《光电检测技术及应用》为高等工科院校“测控技术与仪器”、“光电信息工程”、“光学工程”、“光信息科学与技术”、“光电子技术”、“计量技术”、“电子技术”等专业的“光电检测技术”课程的通用教材。
　　本书分为上下两篇：上篇主要讲述了光电检测系统的组成、基本概念、基础知识，对光电检测技术中的光源、光电检测器件的结构、原理、特性参数和使用方法进行了详细说明，并对辐射信号检测的原理与方法及与典型器件对应的检测电路的设计进行了系统论述；下篇结合作者光电检测技术方面的科研成果，具体与系统地描述了光电检测系统的应用，如光学相关检测、外形尺寸检测、位移量检测、外观检测、光纤传感检测以及光电检测技术综合应用的具体实例。
　　本书具有理论和实际密切结合、论述系统深入而又通俗易懂的特点，既可以作为相关专业的大学本科教材，也可以作为研究生教材和相关工程技术人员设计光电检测系统的参考资料。
　　为方便教学，本书配有免费教学课件，各章节后的思考题和习题配有免费的参考答案，欢迎选用本书作教材的老师索取。

目录

作者介绍

文摘

序言

光电检测技术及其在现代工业与科研领域中的应用 引言 在飞速发展的科技时代，光电检测技术以其高精度、非接触性、快速响应以及广泛的应用前景，成为了现代工业自动化、精密制造、科学研究以及日常生活不可或缺的关键技术。从微观粒子世界的探测到宏观天体的观测，从生产流水线的质量控制到生物医学的诊断分析，光电检测的身影无处不在，深刻地影响着我们认识世界和改造世界的方式。本书旨在系统地介绍光电检测的基本原理、核心器件、关键技术以及在各个领域的具体应用，为读者提供一个全面而深入的理解。 第一章：光电检测基础理论 本章将从最基础的光学原理入手，为后续的光电技术打下坚实基础。我们将探讨光的本质，包括光的波动性与粒子性，介绍光波的传播、干涉、衍射和偏振等现象，并详细阐述光与物质相互作用的机制，如光的吸收、散射、反射和折射。 光的本质与性质： 深入理解光子模型和电磁波模型，以及它们在描述不同光学现象时的适用性。 几何光学与物理光学： 涵盖透镜成像、反射成像、光阑、棱镜等几何光学概念，以及夫琅禾费衍射、菲涅尔衍射、马吕斯定律、斯涅尔定律等物理光学原理。 光的传播与损耗： 分析光在不同介质中的传播速度、衰减系数，以及影响传播效率的因素。 光与物质的相互作用： 详细讨论不同物质对光的吸收光谱、反射光谱、透射光谱的特性，以及瑞利散射、米氏散射等散射机理。 第二章：光电检测的核心器件 光电检测技术依赖于一系列精密的传感器和转换器件，它们能够将光信号转化为可测量的电信号。本章将逐一介绍这些核心器件的结构、工作原理、性能参数以及选择考量。 光电器件： 光电二极管（Photodiode）： 介绍PN结光电二极管、PIN光电二极管、雪崩光电二极管（APD）的构造和工作模式（光电导模式、光生伏特模式）。详细分析其响应速度、灵敏度、量子效率、暗电流等关键参数。 光电三极管（Phototransistor）： 解释其与普通三极管的结构差异，以及其更高的灵敏度。 光敏电阻（Photoresistor）： 阐述其基于半导体材料的光导效应，分析其响应速度较慢但成本较低的特点。 光电倍增管（Photomultiplier Tube, PMT）： 详细介绍PMT的真空结构、光电阴极、倍增极的工作原理，以及其极高的灵敏度和探测效率，适用于微弱光信号的探测。 成像器件： CCD（Charge-Coupled Device）图像传感器： 讲解其电荷耦合转移原理，包括光电转换、电荷收集、电荷传输和信号读出过程。分析CCD的优点（低噪声、高灵敏度）和缺点（读出速度相对较慢）。 CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）图像传感器： 介绍CMOS传感器独特的像素并行读出架构，分析其优点（低功耗、高集成度、高读出速度）和在不同应用场景下的优势。 激光器与光源： 各类激光器： 介绍半导体激光器、气体激光器、固体激光器、光纤激光器等不同类型激光器的基本原理、工作特性（波长、功率、稳定性、光束质量）。 LED（Light Emitting Diode）： 介绍LED作为高效率、长寿命光源在照明和信号传输中的应用。 其他光源： 卤素灯、氙灯等传统光源在光谱分析中的应用。 光学元件： 透镜与反射镜： 介绍不同焦距、形状的透镜（凸透镜、凹透镜）和反射镜（平面镜、球面镜、抛物面镜）在聚焦、准直、成像中的作用。 滤光片： 介绍吸收滤光片、干涉滤光片、中性密度滤光片等，它们如何选择性地允许特定波段的光通过。 分光元件： 棱镜、衍射光栅等，用于将多色光分离成不同波长的光。 第三章：光电检测关键技术 掌握核心器件只是第一步，如何有效地利用这些器件进行精确的信号采集和处理，是光电检测技术的核心所在。本章将聚焦于实现高精度、高效率光电检测的关键技术。 信号采集与处理： 放大与滤波： 介绍低噪声放大器的设计原理，以及模拟滤波器（低通、高通、带通）和数字滤波器在去除噪声、提取有用信号中的作用。 模数转换（ADC）： 详细阐述ADC的工作原理、采样率、量化比特数等参数，以及它们对数字信号精度的影响。 数字信号处理（DSP）： 介绍傅里叶变换、相关分析、卷积等常用DSP算法在信号增强、特征提取、模式识别中的应用。 噪声抑制技术： 热噪声、散粒噪声、闪烁噪声的来源与抑制： 分析不同噪声的产生机制，并介绍相应的抑制方法，如降低工作温度、优化器件选择、采用锁相放大等同步检测技术。 背景光抑制： 介绍如何通过光学滤波、窄带滤光、空间滤波等手段减少环境杂光对测量结果的影响。 精密测量与定位技术： 激光测距： 介绍时间飞行（Time-of-Flight, TOF）、相位法、三角测量法等激光测距原理，及其在工业测量、自主导航中的应用。 光学三维扫描： 讲解结构光、激光扫描、摄影测量等技术如何实现物体的三维信息获取。 干涉测量： 介绍迈克尔逊干涉仪、萨尼亚干涉仪等，它们利用光的干涉现象实现纳米级的高精度位移和形变测量。 光谱分析技术： 分光光度法： 介绍紫外-可见分光光度法（UV-Vis）、红外分光光度法（IR）等，它们通过测量物质对不同波长光的吸收程度来识别和定量分析物质。 拉曼光谱： 讲解拉曼散射原理，以及拉曼光谱在分子结构鉴定、化学成分分析中的独特优势。 荧光光谱： 介绍荧光激发与发射过程，以及荧光光谱在生物标记、物质浓度检测中的应用。 第四章：光电检测在工业自动化领域的应用 自动化是现代工业发展的必然趋势，光电检测技术在其中扮演着“眼睛”和“神经”的角色，实现对生产过程的实时监控、精确控制和质量保障。 机器视觉： 视觉引导与定位： 利用摄像头和图像处理技术，实现机器人末端执行器或工件的精确抓取和装配。 表面缺陷检测： 自动识别产品表面的划痕、污点、裂纹等缺陷，提高产品质量。 尺寸测量与形变检测： 通过非接触式测量，实现产品尺寸的精确控制和装配精度检查。 文字与条码识别： 实现产品信息的快速录入与追溯。 过程监控与质量控制： 颜色检测： 确保产品颜色符合标准，广泛应用于纺织、涂料、食品等行业。 液位测量： 利用光电传感器实现对容器内液体的非接触式液位监测。 流量测量： 涡轮流量计、超声波流量计等结合了光电原理，实现流体流量的精确测量。 温度测量： 红外测温仪利用红外辐射原理，实现对高温或难以接触物体的非接触式温度测量。 安防与监控： 入侵检测： 红外传感器、微波传感器等构成安防系统，实时监测异常活动。 监控摄像头： 实现对生产现场的实时视频监控和数据记录。 条形码与二维码识别： 在物流、仓储、零售等领域实现商品信息的快速、准确识别和管理。 第五章：光电检测在科学研究领域的应用 在基础科学研究和前沿技术探索中，光电检测技术更是发挥着至关重要的作用，为科学家们提供了洞察微观世界、理解复杂现象的强大工具。 天文学与空间探测： 望远镜的光学系统： 大型光学望远镜利用精密的光学设计和高灵敏度的光电探测器，捕捉遥远星系发出的微弱光信号。 空间探测器： 载人航天器和探测器上搭载的光电传感器用于观测地球、行星、恒星等，采集遥感数据。 生物医学： 显微成像技术： 共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、超分辨率显微镜等，利用光电探测器捕捉细胞、组织等微观结构的精细图像。 生物传感器： 基于荧光、光散射等原理的生物传感器，用于检测蛋白质、核酸、病原体等生物分子。 医学影像： CT、MRI、PET等医学影像设备，虽然涉及多种物理原理，但光电探测技术在其中扮演着重要角色，例如X射线探测器。 眼科诊断： 视网膜成像设备、眼压计等。 材料科学与纳米技术： 材料表征： 扫描探针显微镜（SPM）家族（如AFM, STM）结合了光学或电学探测，研究纳米材料的形貌和性质。 光谱分析： 用于分析材料的成分、晶体结构、电子能带结构等。 环境监测： 气体传感器： 利用气体对特定波长光的吸收或散射特性，实现对大气中有害气体的实时监测。 水质分析： 光度法、荧光法等用于检测水体中的污染物。 粒子物理与核物理： 粒子探测器： 闪烁探测器、切伦科夫探测器等，利用粒子与介质相互作用产生的闪光或切伦科夫辐射，通过光电倍增管等器件进行探测。 第六章：光电检测技术的发展趋势与未来展望 光电检测技术正以前所未有的速度向前发展，新的技术和应用层出不穷，为未来的科技进步注入源源不断的动力。 微型化与集成化： 传感器阵列、片上系统（SoC）等技术的发展，将使得光电检测设备更加小巧、便携，并实现多功能集成。 智能化与自主化： 结合人工智能（AI）和机器学习（ML），光电检测系统将具备更强的自主学习、决策和优化能力，例如基于深度学习的图像识别和缺陷分析。 高灵敏度与高分辨率： 新型光电材料、量子探测技术的发展，将进一步提升光电探测的灵敏度和空间分辨率，实现对更微弱、更精细信号的探测。 多模态融合： 将不同原理的光电检测技术（如可见光、红外、光谱、三维成像等）进行融合，实现更全面、更准确的信息获取。 与其他技术的融合： 如与微电子学、通信技术、物联网（IoT）的深度融合，将催生出更多创新的应用场景。 结论 光电检测技术作为一门交叉学科，其发展与光学、电子学、材料学、信息科学等多个学科紧密相连。本书力求全面地展现光电检测技术在基础理论、核心器件、关键技术以及广泛应用等方面的深度与广度，希望能为读者打开一扇认识光电世界的窗户，并激发读者在相关领域进行更深入的研究与探索。随着科技的不断进步，光电检测技术必将在未来的科技革命和产业变革中，继续扮演着举足轻重的角色。

评分☆☆☆☆☆

这本《光电检测技术及应用》的书，真是让我受益匪浅啊！我之前对光电技术领域只是略有耳闻，感觉挺高深的，但这本书的讲解方式非常系统和深入。它从基础的光学原理讲起，循序渐进地引入到各种先进的检测技术，比如光学传感器的设计、图像处理算法的应用等等。作者的叙述清晰有力，逻辑性极强，即便是像我这样非专业出身的读者，也能跟上思路。我尤其欣赏其中对实际案例的分析，那些结合了工业自动化和精密测量的应用场景，让理论知识变得活灵活现。读完之后，我对光电检测在现代制造业中的重要性有了更深刻的理解，感觉自己站在了一个更高的技术视角去看待这个问题。这本书绝对是技术人员案头必备的参考书，内容详实，涵盖面广，是难得的佳作。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我刚拿到这本《光电检测技术及应用》的时候，还有点担心内容会过于学术化，阅读起来会枯燥乏味。但出乎意料的是，这本书的编排非常注重读者的接受体验。它没有陷入无休止的公式推导，而是巧妙地将理论与工程实践紧密结合。每介绍一个核心概念，都会立刻辅以图表和实际应用案例进行阐述，这极大地降低了理解门槛。书中的插图精美且信息量大，很多复杂的系统结构图，通过精心设计的示意图，瞬间变得一目了然。对于想要快速掌握光电检测领域核心技术的工程师来说，这本书无疑提供了一条高效的学习路径。它不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，在你迷茫时为你指点迷津，让人感觉非常贴心和实用。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，这本书的阅读过程对我来说是一次知识体系的重塑。过去我对光电检测的理解是碎片化的，零散地接触过一些组件的说明书和零星的技术文章。但是《光电检测技术及应用》提供了一个宏大而完整的知识框架。它清晰地勾勒出了光电技术从基础物理到复杂系统集成的全景图。我特别喜欢它在描述具体技术方案时，那种近乎于“工程美学”的表达方式——如何用最简洁的光学路径实现最复杂的测量目标。书中的讨论不仅限于技术本身，还涉及到了相关的误差分析和系统优化策略，这对于从事实际项目开发的人员来说，价值不可估量。每次翻阅，都能发现一些被我之前忽略的关键细节，让人回味无穷。

评分☆☆☆☆☆

我对《光电检测技术及应用》的评价是，它在深度和广度上都达到了一个很高的平衡点。很多同类书籍要么过于侧重理论推导而脱离实际，要么流于表面介绍应用而缺乏底层逻辑支撑。但这本书在这方面做得非常出色。它详尽地剖析了从光信号的产生、传输到最终被器件捕获和解析的全过程，并且对当前主流的非接触式测量方法进行了深入探讨。特别是关于高精度定位和实时成像技术的章节，内容更新及时，充分反映了近几年该领域的技术前沿动态。阅读过程中，我能清晰地感受到作者扎实的专业功底和严谨的治学态度。这本书的价值，在于它不仅告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“为什么是这样”，以及“如何做到”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量也值得称赞，这对于一本技术手册来说非常重要。纸张的质量很好，不易反光，长时间阅读眼睛也不会感到疲劳。更关键的是，全书的术语使用高度规范化，作者显然对光电工程领域的标准有着严格的把控。我之前购买过一些同类书籍，常常因为翻译质量或术语混乱而不得不反复查阅其他资料来佐证，但《光电检测技术及应用》在这方面做得非常专业和一致。它就像是精密仪器一样，每一个细节都经过了细致的打磨，确保信息的准确传达。如果你追求的是专业性和可靠性，这本书绝对是值得信赖的选择，它经得起最严格的专业人士的检验。