光電傳感器應(yīng)用技術(shù)（第2版）

第2版前言
第1版前言
第1章光電傳感器技術(shù)基礎(chǔ)
1.1光輻射的度量
1.1.1與輻射源有關(guān)的參數(shù)
1.1.2與接收器有關(guān)的參數(shù)
1.1.3輻射源的光譜輻射分布
1.1.4量子流速率
1.2物體熱輻射
1.2.1黑體輻射定律
1.2.2輻射體的分類
1.3輻射度量參數(shù)與光度量參數(shù)的關(guān)系
1.3.1人眼的光視效率
1.3.2人眼的光譜光視效能
1.3.3兩種輻射體光視效能的計(jì)算
1.4半導(dǎo)體對(duì)光的吸收
1.4.1光吸收的一般規(guī)律
1.4.2半導(dǎo)體對(duì)光的吸收
1.5光電效應(yīng)
1.5.1內(nèi)光電效應(yīng)
1.5.2光電發(fā)射效應(yīng)
思考題與習(xí)題1
第2章光源
2.1光源的分類
2.2鎢絲燈
2.2.1鎢絲白熾燈
2.2.2鹵鎢燈
2.3氣體放電燈
2.3.1氣體放電
2.3.2氙燈
2.4金屬蒸氣燈
2.4.1水銀蒸氣燈
2.4.2鈉燈
2.5半導(dǎo)體發(fā)光二極管光源
2.5.1發(fā)光二極管的發(fā)光機(jī)理
2.5.2發(fā)光強(qiáng)度-電流特性
2.5.3發(fā)光光譜和發(fā)光效率
2.6激光光源
2.6.1激光的產(chǎn)生機(jī)理
2.6.2氦-氖激光器
2.6.3半導(dǎo)體激光器
2.7光電傳感器應(yīng)用系統(tǒng)中光源與
照度的匹配
2.7.1光源的選擇
2.7.2照度匹配
思考題與習(xí)題2
第3章光電導(dǎo)器件
3.1光敏電阻的原理與結(jié)構(gòu)
3.1.1光敏電阻的基本原理
3.1.2光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)
3.1.3典型光敏電阻
3.2光敏電阻的基本特性
3.2.1光電特性
3.2.2伏安特性
3.2.3溫度特性
3.2.4時(shí)間響應(yīng)
3.2.5噪聲特性
3.2.6光譜響應(yīng)
3.3光敏電阻的偏置電路
3.3.1基本偏置電路
3.3.2恒流電路
3.3.3恒壓電路
3.3.4舉例
3.4光敏電阻的應(yīng)用實(shí)例
3.4.1照明燈的光電控制電路
3.4.2火焰探測(cè)報(bào)警器
3.4.3照相機(jī)電子快門
思考題與習(xí)題3
第4章光生伏特器件
4.1硅光敏二極管
4.1.1硅光敏二極管的工作原理
4.1.2光敏二極管的基本特性
4.2其他類型的光生伏特器件
4.2.1PIN型光敏二極管
4.2.2雪崩光敏二極管
4.2.3硅光電池
4.2.4光敏晶體管
4.2.5色敏光生伏特器件
4.2.6光伏器件組合器件
4.2.7光電位置敏感器件
4.3光生伏特器件的偏置電路
4.3.1反向偏置電路
4.3.2零伏偏置電路
思考題與習(xí)題4
第5章光電發(fā)射器件
5.1光電發(fā)射陰極
5.1.1光電發(fā)射陰極的主要參數(shù)
目錄光電傳感器應(yīng)用技術(shù)第2版5.1.2光電陰極材料
5.2真空光電管與光電倍增管的工作原理
5.2.1真空光電管的原理
5.2.2光電倍增管的原理
5.3光電倍增管的基本特性
5.3.1靈敏度
5.3.2電流放大倍數(shù)
5.3.3暗電流
5.3.4噪聲
5.3.5伏安特性
5.3.6線性
5.3.7疲勞與衰老
5.4光電倍增管的供電電路
5.4.1電阻鏈分壓型供電電路
5.4.2末級(jí)的并聯(lián)電容
5.4.3電源電壓的穩(wěn)定度
5.5光電倍增管的典型應(yīng)用
5.5.1光譜探測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用
5.5.2時(shí)間分辨熒光免疫分析
中的應(yīng)用
思考題與習(xí)題5
第6章紅外與THz的探測(cè)
6.1熱輻射的一般規(guī)律
6.1.1溫度變化方程
6.1.2熱電器件的最小可探測(cè)功率
6.2熱敏電阻與熱電堆
6.2.1熱敏電阻
6.2.2熱電偶探測(cè)器
6.2.3熱電堆探測(cè)器
6.2.4熱敏電阻的用途
6.2.5典型熱敏電阻簡(jiǎn)介
6.3熱釋電器件
6.3.1熱釋電器件的基本工作原理
6.3.2熱釋電器件的電壓靈敏度
6.3.3熱釋電器件的噪聲
6.3.4響應(yīng)時(shí)間
6.3.5熱釋電探測(cè)器的阻抗特性
6.3.6熱釋電器件的類型
6.3.7典型熱釋電器件
6.4紅外與熱輻射探測(cè)技術(shù)
6.5太赫茲波的探測(cè)技術(shù)
6.5.1太赫茲波脈沖探測(cè)
6.5.2太赫茲連續(xù)波探測(cè)
6.5.3太赫茲波單光子探測(cè)
思考題與習(xí)題6
第7章圖像掃描與圖像顯示技術(shù)
7.1圖像解析原理
7.1.1圖像的解析方法
7.1.2圖像傳感器的基本技術(shù)參數(shù)
7.2圖像的顯示與電視制式
7.2.1CRT電視監(jiān)視器及其掃描方式
7.2.2電視制式
7.3圖像顯示器的分類
7.3.1陰極射線管顯示器
7.3.2液晶顯示器
7.4典型圖像顯示器
7.4.1TFT?LCD器件
7.4.2TFT?LCD圖像顯示器
7.4.3LED圖像顯示器
思考題與習(xí)題7
第8章CCD光電圖像傳感器
8.1電荷存儲(chǔ)
8.2電荷耦合
8.3CCD電極結(jié)構(gòu)
8.3.1三相CCD的電極結(jié)構(gòu)
8.3.2二相CCD
8.3.3四相CCD
8.3.4體溝道CCD
8.4電荷的注入和檢測(cè)
8.4.1光注入
8.4.2電注入
8.4.3電荷的檢測(cè)
8.5典型線陣CCD圖像傳感器
8.5.1單溝道線陣CCD圖像傳感器
8.5.2雙溝道線陣CCD圖像傳感器
8.5.3線陣CCD類型與發(fā)展
8.6典型面陣CCD圖像傳感器
8.6.1概述
8.6.2典型幀轉(zhuǎn)移型面陣CCD器件
思考題與習(xí)題8
第9章CMOS光電圖像傳感器
9.1MOS與CMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管
9.1.1MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本結(jié)構(gòu)
9.1.2場(chǎng)效應(yīng)晶體管的主要性能參數(shù)
9.2CMOS圖像傳感器的原理與結(jié)構(gòu)
9.2.1CMOS圖像傳感器的組成
9.2.2CMOS圖像傳感器的像敏單元
結(jié)構(gòu)
9.2.3CMOS圖像傳感器的工作流程
9.2.4CMOS圖像傳感器的輔助電路
9.3CMOS圖像傳感器的特性參數(shù)
9.4典型CMOS圖像傳感器
9.4.1IBIS4 6600型CMOS圖像傳感器
9.4.2IBIS5?B?1300型CMOS圖像
傳感器
9.4.3高速CMOS圖像傳感器
9.5CMOS圖像傳感器的應(yīng)用實(shí)例
9.5.1IM28?SA型CMOS攝像機(jī)
9.5.2MC1300高速CMOS攝像機(jī)
思考題與習(xí)題9
第10章彩色圖像傳感器與彩色
數(shù)碼相機(jī)概述
10.1彩色線陣CCD圖像傳感器
10.1.1ILX522K器件
10.1.2TCD2252D器件
10.2彩色面陣CCD圖像傳感器
10.3彩色面陣CCD攝像機(jī)概述
10.3.1三管彩色面陣CCD攝像機(jī)
10.3.2兩管彩色面陣CCD攝像機(jī)
10.3.3單管CCD彩色攝像機(jī)
10.4彩色面陣CCD數(shù)碼相機(jī)概述
10.5彩色面陣CMOS數(shù)碼相機(jī)概述
思考題與習(xí)題10
第11章光電傳感器輸出信號(hào)
的數(shù)據(jù)采集
11.1光電傳感器信號(hào)的二值化處理
11.1.1單元光電信號(hào)的二值化處理
11.1.2序列光電信號(hào)二值化處理
11.2光電信號(hào)二值化數(shù)據(jù)采集
11.3光電信號(hào)的量化處理與A/D
數(shù)據(jù)采集
11.3.1單元光電信號(hào)的量化處理
11.3.2單元光電信號(hào)A/D數(shù)據(jù)采集
11.3.3序列光電信號(hào)的量化處理
11.3.4序列光電信號(hào)的A/D數(shù)據(jù)采集與
計(jì)算機(jī)接口
11.4面陣CCD的數(shù)據(jù)采集與計(jì)算機(jī)
接口
11.4.1基于PC總線的圖像采集卡
11.4.2典型圖像數(shù)據(jù)采集卡
11.4.3基于USB2.0的計(jì)算機(jī)接口
11.4.4基于嵌入式系統(tǒng)的CCD圖像
數(shù)據(jù)采集
思考題與習(xí)題11
第12章特種圖像傳感器
12.1微光圖像傳感器
12.1.1微光圖像傳感器的發(fā)展概況
12.1.2微光電視攝像系統(tǒng)
12.1.3微光電視攝像系統(tǒng)觀察距離
的估算
12.1.4微光CCD攝像器件
12.2紅外CCD圖像傳感器
12.2.1主動(dòng)紅外電視攝像系統(tǒng)
12.2.2被動(dòng)紅外電視攝像系統(tǒng)
12.3X射線CCD圖像傳感器
12.3.1X射線像增強(qiáng)器
12.3.2醫(yī)用X射線電視CCD攝像
系統(tǒng)
12.3.3工業(yè)用X射線光電檢測(cè)系統(tǒng)
思考題與習(xí)題12
第13章光電傳感器應(yīng)用實(shí)例
13.1光電傳感器用于一維尺寸的測(cè)量
13.1.1玻璃管內(nèi)、外徑尺寸測(cè)量控制
儀器的技術(shù)要求
13.1.2儀器的工作原理
13.1.3線陣CCD的選擇
13.1.4光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
13.1.5外徑、壁厚的檢測(cè)電路
13.1.6微機(jī)數(shù)據(jù)采集接口
13.1.7討論
13.2CCD的拼接技術(shù)在尺寸測(cè)量系統(tǒng)
中的應(yīng)用
13.2.1CCD的機(jī)械拼接技術(shù)在尺寸測(cè)量
中的應(yīng)用
13.2.2線陣CCD的光學(xué)拼接
13.3線陣CCD傳感器用于二維位
置的測(cè)量
13.3.1高精度二維位置測(cè)量系統(tǒng)
13.3.2光學(xué)系統(tǒng)誤差分析
13.4CCD在BGA引腳三維尺寸測(cè)量
中的應(yīng)用
13.4.1測(cè)量原理
13.4.2數(shù)學(xué)模型
13.4.3系統(tǒng)的標(biāo)定
13.4.4BGA芯片測(cè)量實(shí)驗(yàn)
13.5CCD圖像傳感器用于平板位置
的檢測(cè)
13.5.1平板位置檢測(cè)的基本原理
13.5.2平板位置檢測(cè)系統(tǒng)
13.6利用線陣CCD非接觸測(cè)量材料
變形量的方法
13.7激光光斑的尺寸測(cè)量系統(tǒng)
13.7.1激光光斑的尺寸測(cè)量原理
13.7.2系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
13.7.3系統(tǒng)的基本組成及工作流程
13.7.4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
13.7.5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
13.8CCD圖像傳感器用于物體振動(dòng)
的非接觸測(cè)量
13.8.1工作原理
13.8.2振動(dòng)測(cè)量的硬件電路
13.8.3軟件設(shè)計(jì)
13.8.4振動(dòng)臺(tái)測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果
13.9利用激光準(zhǔn)直技術(shù)測(cè)量物體的直
線度與同軸度
13.9.1激光準(zhǔn)直測(cè)量原理
13.9.2不直度的測(cè)量
13.9.3不同軸度的測(cè)量
13.10光電信息變換技術(shù)在搜索、跟蹤與
制導(dǎo)中的應(yīng)用
13.10.1搜索儀與跟蹤儀
13.10.2激光制導(dǎo)
13.10.3紅外跟蹤制導(dǎo)
13.11CCD光電傳感器用于ICP?AES
光譜探測(cè)
13.11.1ICP?AES探測(cè)器的基本原理
13.11.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
13.12掃描成像技術(shù)在表面質(zhì)量
檢測(cè)中的應(yīng)用
13.12.1寬幅面物體表面質(zhì)量的
檢測(cè)與分析
13.12.2汽車制動(dòng)鉗內(nèi)凹槽表面
質(zhì)量的檢測(cè)
13.13面陣CCD圖像傳感器用于鋼板
長(zhǎng)寬尺寸測(cè)量系統(tǒng)
13.14醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)
13.14.1工作原理
13.14.2系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
13.14.3CCD驅(qū)動(dòng)、圖像采集、編碼
電路
13.14.4內(nèi)窺鏡視頻驅(qū)動(dòng)亮度控制系
統(tǒng)的研制
13.14.5電子內(nèi)窺鏡標(biāo)準(zhǔn)視頻圖像的
畸變實(shí)時(shí)校正
13.14.6基于PCI總線的內(nèi)窺鏡圖像實(shí)
時(shí)采集系統(tǒng)
13.14.7電子內(nèi)窺鏡圖像處理軟件系統(tǒng)
的設(shè)計(jì)
思考題與習(xí)題13
第14章課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)
14.1輻度學(xué)和光度學(xué)物理量測(cè)量的波長(zhǎng)
問題
14.1.1被測(cè)輻射體的光譜分布與探測(cè)器
的光譜響應(yīng)
14.1.2輻射量的測(cè)量
14.1.3光度學(xué)參數(shù)的測(cè)量
14.1.4輻度學(xué)和光度學(xué)參數(shù)測(cè)量的精度
影響因素
14.2光功率測(cè)量方法與光功率計(jì)的
設(shè)計(jì)
14.2.1主要掌握的內(nèi)容
14.2.2光功率
14.2.3光纖光功率的測(cè)量方法
14.2.4光纖光功率計(jì)的設(shè)計(jì)
14.2.5課程設(shè)計(jì)內(nèi)容
14.3照度測(cè)量方法與照度計(jì)的設(shè)計(jì)
14.3.1主要內(nèi)容
14.3.2照度的概念
14.3.3照度的測(cè)量方法
14.3.4照度計(jì)的設(shè)計(jì)原則
14.3.5照度計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容
14.4發(fā)光強(qiáng)度測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)
14.4.1發(fā)光強(qiáng)度
14.4.2發(fā)光強(qiáng)度的測(cè)量方法
14.4.3發(fā)光強(qiáng)度測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)內(nèi)容
14.4.4發(fā)光強(qiáng)度測(cè)量中應(yīng)注意的
問題
14.5亮度測(cè)量方法與亮度計(jì)的設(shè)計(jì)
14.5.1亮度的概念
14.5.2亮度的測(cè)量方法
14.5.3亮度計(jì)的設(shè)計(jì)原則
14.6紅外遙控開關(guān)的設(shè)計(jì)
14.6.1設(shè)計(jì)思路
14.6.2密碼的編制方法
14.6.3紅外遙控多功能開關(guān)的技術(shù)
要求
14.6.4對(duì)器材的需求
14.6.5密碼光電遙控多功能開關(guān)的
設(shè)計(jì)
14.6.6典型紅外遙控發(fā)射器
14.6.7典型紅外遙控接收器
14.6.8譯碼與功能控制器
14.7紅外測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)
14.7.1物體熱輻射的概念
14.7.2紅外測(cè)溫方法
14.7.3紅外測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)原則
14.7.4紅外測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)內(nèi)容
參考文獻(xiàn)