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光信息檢測

出版社：上？茖W(xué)技術(shù)出版社出版時間：2021-03-01
開本： 24cm 頁數(shù)： 407頁
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光信息檢測 版權(quán)信息

  • ISBN：9787547852439
  • 條形碼：9787547852439 ; 978-7-5478-5243-9
  • 裝幀：70g膠版紙
  • 冊數(shù)：暫無
  • 重量：暫無
  • 所屬分類：>

光信息檢測 本書特色

適讀人群 ：光學(xué)（工程）、光信息科學(xué)與技術(shù)、物理電子學(xué)等相關(guān)專業(yè)學(xué)生、教師和科研人員光波技術(shù)作為一門古老而又年輕的科學(xué)技術(shù)愈來愈受到人們的重視，F(xiàn)代光學(xué)技術(shù)把光學(xué)技術(shù)、電子學(xué)技術(shù)、計算機技術(shù)與精密機械技術(shù)結(jié)合在一起，使光波的應(yīng)用拓展到了更為廣闊的空間，單一的光學(xué)時代已進入光與電緊密結(jié)合的光電時代。光波與物質(zhì)的相互作用特別是高能量激光的應(yīng)用創(chuàng)造了光波新的應(yīng)用領(lǐng)域。以激光為代表的光波作為信息獲取的手段、信息傳遞與處理的工具在信息技術(shù)領(lǐng)域顯示了它卓越的特性。 本書先簡要闡述光信息調(diào)制與傳輸，重點圍繞光信息檢測講解光探測器、光波參數(shù)檢測和微弱光信號檢測，*后介紹了光接收機設(shè)計和幾種應(yīng)用*多的光信息檢測系統(tǒng)。

光信息檢測 內(nèi)容簡介

本書圍繞光的接收與探測, 結(jié)合國內(nèi)外新技術(shù)的發(fā)展, 系統(tǒng)介紹光信息檢測的基礎(chǔ)知識和重要技術(shù), 主要包括信息的光調(diào)制與傳輸、光電探測、光波參數(shù)檢測、微弱光信號檢測、光電接收系統(tǒng)設(shè)計、典型光電檢測系統(tǒng)等內(nèi)容。

光信息檢測 目錄

第1章 信息的光調(diào)制與傳輸1

1.1 光波的電磁特性 ……………………………………………………… 1

1.1.1 光的基本特性 ……………………………………………… 1

1.1.2 光波的偏振特性 …………………………………………………… 5

1.1.3 光的相千性 …………………………………………… 11

1.1.4 光的吸收和散射 …………………………………………… 14

1.2 信息的光調(diào)制 ……………………………………………………… 18

1.2.1 光強的時域調(diào)制 ………………………………………… 21

1.2.2 光學(xué)信息的空域調(diào)制變換原理 …………………………… 32

1.2.3 光波參數(shù)調(diào)制變換原理…………………………………… 47

1.2.4 光波參數(shù)調(diào)制方法………………………………………………… 47

1.2.5 光纖傳感中的光調(diào)制技術(shù)……………………………………… 68

1.3 光波的傳輸 ………………………………………………………………… 83

l.3.1 激光在自由空間的傳輸…………………………………… 83

1.3.2 光波在光纖中的傳輸…………………………………………… 87

1.3.3 光波在大氣中的傳輸 ……………………………………… 102

1.3.4 光波在水下的傳輸 …………………………………………… 109

參考文獻 …………………………………………………………………………… 111

第2章 光電探測114

2.1 光電探測描述 ……………………………………………………… 114

2.1.1 光電探測基本模型 …………………………………………… 114

2.1.2 光譜響應(yīng)范圍 ……………………………………………………… 114

2.2 光電探測物理效應(yīng)…………………………………………………… 115

2.2.1 光電效應(yīng) ……………………………………………………… 115

2.2.2 光熱效應(yīng) …………………………………………………………………… 121

2.3 光電轉(zhuǎn)換基本規(guī)律及其光電子計數(shù)統(tǒng)計 …………………………… 122

2，3.1 光電轉(zhuǎn)換基本規(guī)律 …………………………………………… 122

2.3.2 光電子計數(shù)統(tǒng)計 …………………………………………………… 123

2.4 光電探測器性能參數(shù)…………………………………………………………… 125

2.4.1 探測靈敏度 ………………………………………………… 125

2.4.2 光譜響應(yīng) ………………………………………………………… 125

2.4.3 響應(yīng)時間和頻率響應(yīng) …………………………………… 127

2.4.4 量子效率 …………………………………………………… 128

2.4.5 噪聲等效功率 ……………………………………………………… 128

2.4.6 探測率與比探測率 …………………………………………… 129

2.5 光探測器噪聲 …………………………………………………………………… 129

2.5.1 噪聲來源 …………………………………………………………… 129

2.5.2 噪聲特點……………………………………………………… 130

2.5.3 噪聲類型 ………………………………………………………… 131

2.6 光電探測器 ………………………………………………………… 136

2.6.1 光電管與光電倍增管 ……………………………………………… 136

2.6.2 光電導(dǎo)探測器 ………………………………………………… 139

2.6.3 光伏特探測器 ……………………………………………… 143

2.6.4 熱探測器 ……………………………………………… 148

2.6.5 圖像陣列探測器 …………………………………………… 152

2.6.6 新型光電探測器 ………………………………………… 161

2.7 光探測器的偏置與放大…………………………………………… 162

2.7.1 常用偏置電路 …………………………………………… 162

2.7.2 常用放大電路 ………………………………………… 165

2.7.3 應(yīng)用實例 …………………………………………………… 166

參考文獻 …………………………………………………………………………………… 167

第3章 光波參數(shù)檢測168

3.1 激光能量與光功率測量………………………………………… 168

3.1.1 激光能量測量 …………………………………………… 169

3.1.2 激光功率測量 ……………………………………………………… 171

3.2 光波長（頻率）檢測………………………………………………… 172

3.2.1 可調(diào)諧F-P（Fabry-Perot）腔方法 ……………………… 172

3.2.2 邁克耳孫干涉方法 ………………………………………… 176

3.2.3 光外差干涉方法 ………………………………………… 177

3.2.4 聲光方法 ………………………………………………… 184

3.2.5 微型光譜儀方法 ………………………………………… 185

3.3 光波相位檢測 ………………………………………………………… 187

3.3.1 光波相位的干涉測量原理 …………………………………… 187

3.3.2 光波相位的干涉測量方法 ……………………………… 189

3.4 偏振檢測 ……………………………………………………………… 207

3.4.1 基本方法……………………………………………………… 208

3.4.2 偏振檢測的應(yīng)用 ……………………………………………………… 210

3.5 激光光束測量 ………………………………………………………… 218

3.5.1 M的測量 ………………………………………………… 219

3.5.2 光強分布測量 ………………………………………………… 222

3.6 激光波前檢測 …………………………………………………… 228

3.6.1 Hartmann-Shac波前傳感器工作原理 ……………… 228

3.6.2 光學(xué)質(zhì)心計算 …………………………………………… 229

3.6.3 入射光波前重構(gòu) ……………………………………………… 229

3.6.4 M因子的計算 …………………………………………………… 231

參考文獻 ……………………………………………………………………………… 231

第4章 微弱光信號檢測235

4.1 微弱光信號特點………………………………………………… 235

4.2 干擾（背景）與噪聲………………………………………………… 235

4.2.1 光千擾…………………………………………………… 235

4.2.2 噪聲………………………………………………………… 236

4.2.3 光子噪聲 …………………………………………………… 237

4.2.4 噪聲的特性 …………………………………………… 238

4.2.5 放大器的噪聲 ……………………………………………… 240

4.3 噪聲匹配與信噪比改善……………………………………………………… 243

4.3.1 噪聲匹配 ……………………………………………………… 243

4.3.2 信噪比改善……………………………………………… 244

4.3.3 *大信噪比原理 …………………………………………… 245

4.4 微弱信號檢測方法…………………………………………………… 248

4.4.1 光學(xué)輸入 ………………………………………………… 248

4.4.2 光外差接收 ………………………………………………… 249

4.4.3 相關(guān)檢測 ………………………………………………… 254

4.4.4 平均處理技術(shù) …………………………………………… 257

4.4.5 鎖定放大技術(shù) ……………………………………………… 258

4.5 光子計數(shù) ……………………………………………………………… 265

4.5.1 光子計數(shù)原理 ……………………………………………… 266

4.5.2 光子探測器 …………………………………………………… 268

4.5.3 光子計數(shù)器 ……………………………………………… 269

4.5.4 光子計數(shù)器的測量方法 ……………………………………………… 270

4.5.5 光子計數(shù)探測應(yīng)用 ……………………………………………………… 273

參考文獻……………………………………………………………………………… 278

第5章 光電接收系統(tǒng)設(shè)計

5.1 光學(xué)接收天線設(shè)計…………………………………………………… 279

5.1.1 光學(xué)接收天線性能 ………………………………………… 280

5.1.2 大視場高增益光學(xué)接收天線 ……………………………… 281

5.1.3 特殊的光學(xué)接收天線 …………………………………… 286

5.1.4 光學(xué)天線掃描 ………………………………………… 292

5.2 光電變換電路 …………………………………………………… 301

5.2.1 光電檢測系統(tǒng)的通頻帶寬度 …………………………… 301

5.2.2 典型的前置放大電路 …………………………………… 303

5.2.3 PIN光電轉(zhuǎn)換電路 ……………………………………… 305

5.2.4 APD光電轉(zhuǎn)換電路 …………………………………… 307

5.3 光接收機系統(tǒng) …………………………………………………… 310

5.3.1 光直接接收機 ……………………………………………… 310

5.3.2 光外差接收機 …………………………………………… 314

5.3.3 直接探測法與外差探測的比較 ………………………… 322

5.4 光波相干解調(diào) …………………………………………………… 324

5.4.1 相干檢測調(diào)制變換光路 …………………………………… 325

5.4.2 相千條紋檢測方法 ………………………………………… 328

5.4.3 3×3光纖耦合器相位解調(diào) ……………………………… 331

5.4.4 相位載波生成（PGC）解調(diào)法 …………………………… 333

參考文獻……………………………………………………………………… 337

第6章 典型的光電檢測系統(tǒng)339

6.1 激光檢測系統(tǒng) …………………………………………………………… 339

6.1.1 激光測距 …………………………………………………………… 339

6.1.2 激光測速 …………………………………………………………… 345

6.1.3 激光線徑測量 ……………………………………………… 355

6.1.4 激光雷達 ………………………………………………………… 356

6.2 光纖傳感器 ………………………………………………………… 364

6.2.1 光纖傳感器分類 ………………………………………… 366

6.2.2 分布式光纖傳感器 ………………………………………… 375

6.3 光電圖像檢測系統(tǒng)……………………………………………… 383

6.3.1 光電圖像檢測系統(tǒng)的分類與組成 ………………………… 383

6.3.2 光學(xué)圖像處理 …………………………………………… 385

6.3.3 一維圖像測量 …………………………………………………… 399

6.3.4 二維圖像測量 …………………………………………………………403

6.3.5 三維圖像測量 ………………………………………………………… 405

參考文獻…………………………………………………………………………………… 407

索引 408


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光信息檢測 作者簡介

劉永智，電子科技大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，法國Limoges大學(xué)工程博士，享受國務(wù)院政府特殊津貼，四川省學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人。曾任電子科技大學(xué)光電子技術(shù)系主任、四川省光學(xué)學(xué)會常務(wù)理事、激光專委會主任，獲四川省科技進步一等獎一項，三等獎二項，電子部科技進步三等獎一項。合編出版學(xué)術(shù)著作5部，作為第一或合作者在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文150余篇，講授“光電信息檢測與處理”等多門課程，培養(yǎng)博士、碩士研究生60余名。

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