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光电信息技术实践教程

湖北省省级精品课程配套教材

作者:杨应平、陈梦苇
定价:35
印次:1-1
ISBN:9787302421450
出版日期:2016.02.01
印刷日期:2016.01.22

本实验教材从光电信息技术的基础理论知识出发,讲述了基于光电系统所需掌握的光电探测器、光电信号处理、光电信号的数据采集和光电信息系统设计的实验。主要内容包括光电信息技术实验理论基础、光电探测器基础实验、光电信号处理实验、光电信号的数据采集与计算机接口技术实验和光电系统设计与应用实验。 本书可以作为高等院校本科光电信息科学与工程、测控技术与仪器、应用物理、电子科学与技术、电子信息科学与技术等专业本科生及研究生实验教材,也可供其他相关专业师生和工程技术人员参考。

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光电技术是一种以光电子学为基础,将光学技术、微电子技术、精密机械及计算机技术紧密结合的技术,是获取光信息或借助光提取其他信息的重要手段。它将电子学中的许多基本概念与技术移植到光频段,解决光电信息系统中的工程技术问题。这一先进技术使人类能更有效地扩展自身的视觉能力,使视觉的长波延伸到亚毫米波,短波延伸紫外光、X射线,乃至高能粒子,并可在飞秒级记录超快现象的变化过程。光电技术在现代科技、经济、军事、文化、医学等领域发挥着极其重要的作用,以此为支撑的光电子产业是当今世界争相发展的支柱产业,是竞争激烈、发展最快的信息技术产业的主力军。光电技术迅速发展,半导体激光器、千万像素的CCD与CMOS固体图像传感器、PIN与APD光电二极管、LED及液晶显示等在工业与民用领域随处可见,红外热成像技术也已广泛应用于军事和工业领域。光电技术不断渗透到国民经济的各个方面,成为信息社会的支撑技术之一。 全书共5章。第1章主要讲述光电信息技术实验的物理理论基础,光电探测器的主要特性参数与噪声。第2章为光电探测器基础实验,主要讲述光电探测器基本原理与特性参数测试实验,该章主要包括的光电探测器如: 光敏电阻、光电池、光电二极管、光电三极管、APD管、色敏二极管、PSD、QPD、CCD的原理和特性参数测试等实验,通过这些基础实验可以加深对各类光电探测器原理及特性参数的掌握。第3章为光电信号处理实验,这章一部分为微弱光电信号处理所采用的低噪声放大器、有源滤波器、相关器、同步积分器和多点信号平均器,加深对光电弱信号处理方法的掌握,另一部分则是几种主要光电探测器信号的处理方法。第4章为光电信号的数据采集与计算机接口技术实验,主要是CCD、PSD和QPD的光电信号的数据采集与计算机接口技术。第5章为光电信息系统设计与应用实验,这章是综合应用模电、数电、光电技术、微控制器、计算机技术来完成一个光电系统的设计与实现实验,以达到综合应用光电技术知识的目的。 本书第1章、第4章及第5章的5.1~5.7节由杨应平编写,第2章、第3章及第5章中的5.8~5.10节由陈梦苇编写。全书由杨应平、陈梦苇编著并负责全书的统稿工作。 本书在编写过程中得到武汉理工大学物理系许多老师和石城、蒋爱湘、于亚男和张菁等研究生的大力支持和帮助,在此特向他们表示诚挚的谢意。 本书的编写工作得到了武汉理工大学“光电信息科学与工程专业综合改革试点”项目的支持,在此表示由衷的感谢。 由于作者水平有限,书中难免存在一些缺点和错误,希望读者指正。 作者 2016年1月

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  •  杨应平  男,博士,教授,武汉理工大学光电信息科学与工程特色专业责任教授。全国教学仪器标准化技术委员会委员,中国光学学会光学教育专业委员会常务委员,湖北省光学学会理事,湖北省省级精品课程“光电技术”负责人。长期从事光电材料、光电信号处理等方面的科研工作。主持和参与各级教学与研究项目11项,以第一作者发表教学与研究论文6篇,获湖北省教学成果二等奖1项。发表科研论文50多篇,其中SCI收录40多篇。曾编写出版两部教材(《光电技术》与《光电技术实验》)。
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  • 第1章光电信息技术实验理论基础

    1.1光电效应

    1.1.1光电导效应

    1.1.2光伏效应

    1.1.3光电子发射效应

    1.2热探测器基本原理

    1.2.1温度变化方程

    1.2.2热探测器件的最小可探测功率

    1.3光电探测器的噪声

    1.4光电探测器的特性参数

    第2章光电探测器基础实验

    2.1光敏电阻特性参数测量实验

    2.2光电池特性参数测量实验

    2.3光电二极管、光电三极管特性参数测量实验

    2.4雪崩光电二极管特性参数测量实验

    2.5光电倍增管特性参数测试实验

    2.6彩色线阵CCD原理与驱动实验

    2.7彩色线阵CCD特性测量实验

    2.8热释电器件实验

    2.9色敏探测器实验

    2.10PSD位置敏感探测器实验

    2.11四象限探测器实验

    第3章光电信号处理实验

    3.1低噪声放大器实验

    3.2有源滤波

    3.3相关器的研究及其主要参数测量

    3.4同步积分器的研究及其主要参数测量

    3.5多点信号平均器

    3.6彩色线阵CCD输出信号的二值化

    3.7四象限探测器定向与位置数据处理实验

    3.8光子计数

    第4章光电信号的数据采集与计算机接口技术实验

    4.1彩色线阵CCD的A/D数据采集

    4.2彩色线阵CCD软件提取边缘信号的二值化处理

    4.3物体角度测量

    4.4基于单片机的PSD信号采集系统设计实验

    4.5四象限探测器坐标计算与软件定向实验

    第5章光电系统设计与应用实验

    5.1光...

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