光电传感器应用技术PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

光电传感器应用技术PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章　光电传感器技术基础1

1.1　光辐射的度量1

1.1.1　与辐射源有关的参数2

1.1.2　与接收器有关的参数5

1.1.3　辐射源的光谱辐射分布6

1.1.4　量子流速率7

1.2　物体热辐射8

1.2.1　黑体辐射定律8

1.2.2　辐射体的分类10

1.3　辐射度量参数与光度量参数的关系11

1.3.1　人眼的光视效率11

1.3.2　人眼的光谱光视效能12

1.3.3　两种辐射体光视效能的计算14

1.4　半导体对光的吸收15

1.4.1　光吸收的一般规律15

1.4.2　半导体对光的吸收16

1.5　光电效应17

1.5.1　内光电效应17

1.5.2　光电发射效应21

思考题与习题123

第2章　光源24

2.1　光源的分类24

2.2　钨丝灯26

2.2.1　钨丝白炽灯26

2.2.2　卤钨灯30

2.3　气体放电灯31

2.3.1　气体放电31

2.3.2　氙灯33

2.4　金属蒸气灯34

2.4.1　水银蒸气灯34

2.4.2　钠灯36

2.5　半导体发光二极管光源36

2.5.1　发光二极管的发光机理36

2.5.2　发光强度-电流特性37

2.5.3　发光光谱和发光效率38

2.6　激光光源40

2.6.1　激光的产生机理40

2.6.2　氦-氖激光器42

2.6.3　半导体激光器44

2.7　光电传感器应用系统中光源与照度的匹配46

2.7.1　光源的选择46

2.7.2　照度匹配46

思考题与习题248

第3章　光电导器件49

3.1　光敏电阻的原理与结构49

3.1.1　光敏电阻的基本原理49

3.1.2　光敏电阻的基本结构49

3.1.3　典型光敏电阻50

3.2　光敏电阻的基本特性52

3.2.1　光电特性52

3.2.2　伏安特性53

3.2.3　温度特性54

3.2.4　时间响应54

3.2.5　噪声特性56

3.2.6　光谱响应57

3.3　光敏电阻的偏置电路58

3.3.1　基本偏置电路58

3.3.2　恒流电路59

3.3.3　恒压电路60

3.3.4　举例61

3.4　光敏电阻的应用实例62

3.4.1　照明灯的光电控制电路63

3.4.2　火焰探测报警器63

3.4.3　照相机电子快门64

思考题与习题365

第4章　光生伏特器件67

4.1　硅光敏二极管67

4.1.1　硅光敏二极管的工作原理67

4.1.2　光敏二极管的基本特性68

4.2　其他类型的光生伏特器件71

4.2.1　PIN型光敏二极管71

4.2.2　雪崩光敏二极管72

4.2.3　硅光电池74

4.2.4　光敏晶体管77

4.2.5　色敏光生伏特器件81

4.2.6　光伏器件组合器件83

4.2.7　光电位置敏感器件88

4.3　光生伏特器件的偏置电路92

4.3.1　反向偏置电路93

4.3.2　零伏偏置电路95

思考题与习题496

第5章　光电发射器件98

5.1　光电发射阴极98

5.1.1　光电发射阴极的主要参数98

5.1.2　光电阴极材料99

5.2　真空光电管与光电倍增管的工作原理101

5.2.1　真空光电管的原理101

5.2.2　光电倍增管的原理101

5.3　光电倍增管的基本特性103

5.3.1　灵敏度103

5.3.2　电流放大倍数104

5.3.3　暗电流105

5.3.4　噪声106

5.3.5　伏安特性107

5.3.6　线性108

5.3.7　疲劳与衰老109

5.4　光电倍增管的供电电路110

5.4.1　电阻链分压型供电电路110

5.4.2　末极的并联电容111

5.4.3　电源电压的稳定度111

5.5　光电倍增管的典型应用112

5.5.1　光谱探测领域的应用113

5.5.2　时间分辨荧光免疫分析中的应用114

思考题与习题5116

第6章　红外与THz的探测117

6.1　热辐射的一般规律117

6.1.1　温度变化方程117

6.1.2　热电器件的最小可探测功率118

6.2　热敏电阻与热电堆119

6.2.1　热敏电阻119

6.2.2　热电偶探测器123

6.2.3　热电堆探测器125

6.2.4　热敏电阻的用途125

6.2.5　典型热敏电阻简介126

6.3　热释电器件127

6.3.1　热释电器件的基本工作原理127

6.3.2　热释电器件的电压灵敏度131

6.3.3　热释电器件的噪声132

6.3.4　响应时间133

6.3.5　热释电探测器的阻抗特性133

6.3.6　热释电器件的类型134

6.3.7　典型热释电器件136

6.4　红外与热辐射的探测技术137

6.5　THz的探测技术138

6.5.1　THz脉冲探测139

6.5.2　THz连续波探测140

6.5.3　THz单光子探测142

思考题与习题6143

第7章　图像扫描与图像传感器145

7.1　图像传感器基本原理145

7.1.1　图像传感器的基本结构145

7.1.2　单元光电器件扫描成像实例147

7.1.3　图像传感器基本技术参数148

7.2　图像的显示与电视制式150

7.2.1　电视监视器的扫描150

7.2.2　电视制式152

思考题与习题7153

第8章　CCD光电图像传感器154

8.1　电荷存储154

8.2　电荷耦合156

8.3　CCD电极结构157

8.3.1　三相CCD的电极结构157

8.3.2　二相CCD158

8.3.3　四相CCD159

8.3.4　体沟道CCD160

8.4　电荷的注入和检测161

8.4.1　光注入161

8.4.2　电注入162

8.4.3　电荷的检测163

8.5　典型线阵CCD图像传感器164

8.5.1　单沟道线阵CCD图像传感器164

8.5.2　双沟道线阵CCD图像传感器170

8.5.3　线阵CCD类型与发展174

8.6　典型面阵CCD图像传感器175

8.6.1　概述175

8.6.2　典型帧转移型面阵CCD器件177

思考题与习题8186

第9章　CMOS光电图像传感器187

9.1　MOS与CMOS场效应晶体管187

9.1.1　MOS场效应晶体管的基本结构187

9.1.2　场效应晶体管的主要性能参数188

9.2　CMOS图像传感器的原理与结构192

9.2.1　CMOS图像传感器的组成192

9.2.2　CMOS图像传感器的像敏单元结构193

9.2.3　CMOS图像传感器的工作流程196

9.2.4　CMOS图像传感器的辅助电路197

9.3　CMOS图像传感器的特性参数202

9.4　典型CMOS图像传感器207

9.4.1　IBIS4 6600型CMOS图像传感器207

9.4.2　IBIS5—B—1300型CMOS图像传感器209

9.4.3　高速CMOS图像传感器212

9.5　CMOS图像传感器的应用实例214

9.5.1　IM28—SA型CMOS摄像机215

9.5.2　MC1300高速CMOS摄像机217

思考题与习题9219

第10章　彩色图像传感器与彩色数码相机概述220

10.1　彩色线阵CCD图像传感器220

10.1.1　ILX522K器件220

10.1.2　TCD2252D器件222

10.2　彩色面阵CCD图像传感器225

10.3　彩色面阵CCD摄像机概述229

10.3.1　三管彩色面阵CCD摄像机230

10.3.2　两管彩色面阵CCD摄像机233

10.3.3　单管CCD彩色摄像机234

10.4　彩色面阵CCD数码相机概述238

10.5　彩色面阵CMOS数码相机概述241

思考题与习题10242

第11章　光电传感器输出信号的数据采集244

11.1　光电传感器信号的二值化处理244

11.1.1　单元光电信号的二值化处理244

11.1.2　序列光电信号二值化处理246

11.2　光电信号二值化数据采集248

11.3　光电信号的量化处理与A/D数据采集250

11.3.1　单元光电信号的量化处理250

11.3.2　单元光电信号A/D数据采集255

11.3.3　序列光电信号的量化处理257

11.3.4　序列光电信号的A/D数据采集与计算机接口260

11.4　面阵CCD的数据采集与计算机接口263

11.4.1　基于PC总线的图像采集卡264

11.4.2　典型图像数据采集卡267

11.4.3　基于USB2.0的计算机接口275

11.4.4　基于嵌入式系统的CCD图像数据采集277

思考题与习题11278

第12章　特种图像传感器280

12.1　微光图像传感器280

12.1.1　微光图像传感器的发展概况280

12.1.2　微光电视摄像系统282

12.1.3　微光电视摄像系统观察距离的估算284

12.1.4　微光CCD摄像器件286

12.2　红外CCD图像传感器295

12.2.1　主动红外电视摄像系统295

12.2.2　被动红外电视摄像系统297

12.3　X射线CCD图像传感器299

12.3.1　X射线像增强器300

12.3.2　医用X射线电视CCD摄像系统302

12.3.3　工业用X射线光电检测系统303

思考题与习题12304

第13章　光电传感器应用实例305

13.1　光电传感器用于一维尺寸的测量305

13.1.1　玻璃管内、外径尺寸测量控制仪器的技术要求305

13.1.2　仪器的工作原理305

13.1.3　线阵CCD的选择306

13.1.4　光学系统设计307

13.1.5　外径、壁厚的检测电路309

13.1.6　微机数据采集接口312

13.1.7　讨论312

13.2　CCD的拼接技术在尺寸测量系统中的应用312

13.2.1　CCD的机械拼接技术在尺寸测量中的应用312

13.2.2　线阵CCD的光学拼接314

13.3　线阵CCD传感器用于二维位置的测量316

13.3.1　高精度二维位置测量系统316

13.3.2　光学系统误差分析318

13.4　CCD在BGA管脚三维尺寸测量中的应用319

13.4.1　测量原理319

13.4.2　数学模型320

13.4.3　系统的标定321

13.4.4　BGA芯片测量实验322

13.5　CCD图像传感器用于平板位置的检测323

13.5.1　平板位置检测的基本原理323

13.5.2　平板位置检测系统324

13.6　利用线阵CCD非接触测量材料变形量的方法325

13.7　激光光斑的尺寸测量系统328

13.7.1　激光光斑的尺寸测量原理329

13.7.2　系统的总体设计329

13.7.3　系统的基本组成及工作流程330

13.7.4　系统硬件设计331

13.7.5　系统软件设计331

13.8　CCD图像传感器用于物体振动的非接触测量332

13.8.1　工作原理333

13.8.2　振动测量的硬件电路334

13.8.3　软件设计334

13.8.4　振动台测试实验结果335

13.9　利用激光准直技术测量物体的直线度与同轴度335

13.9.1　激光准直测量原理335

13.9.2　不直度的测量337

13.9.3　不同轴度的测量337

13.10　光电信息变换技术在搜索、跟踪与制导中的应用338

13.10.1　搜索仪与跟踪仪338

13.10.2　激光制导340

13.10.3　红外跟踪制导341

13.11　CCD光电传感器用于ICP—AES光谱探测344

13.11.1　ICP—AES探测器的基本原理344

13.11.2　实验结果分析346

13.12　扫描成像技术在表面质量检测中的应用348

13.12.1　宽幅面物体表面质量的检测与分析348

13.12.2　汽车制动钳内凹槽表面质量的检测351

13.13　面阵CCD图像传感器用于钢板长宽尺寸测量系统352

13.14　医用电子内窥镜系统355

13.14.1　工作原理355

13.14.2　系统的设计356

13.14.3　CCD驱动、图像采集、编码电路357

13.14.4　内窥镜视频驱动亮度控制系统的研制358

13.14.5　电子内窥镜标准视频图像的畸变实时校正359

13.14.6　基于PCI总线的内窥镜图像实时采集系统359

13.14.7　电子内窥镜图像处理软件系统的设计360

思考题与习题13360

参考文献361