光电信息技术基础实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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常大定，曾延安，张南洋生 著

图书标签:

• 光电信息技术
• 基础实验
• 光电子学
• 信息技术
• 实验教学
• 高等教育
• 理工科
• 通信工程
• 电子工程
• 信号处理

出版社： 华中科技大学出版社

ISBN：9787560948201

版次：1

商品编码：10343706

包装：平装

开本：16开

出版时间：2008-10-01

用纸：胶版纸

页数：158

字数：225000

编辑推荐

　　 光电技术是一门涵盖学科范围广泛的综合技术，目前，这一学科正在国防空间技术、工农业生产和医疗等领域得到越来越广泛的应用。 由于光电技术所包含的内容十分广泛，本书仅涉及光电信息技术范围中有关光电精密测试、在线检测、混合光电信息处理的一些基础内容。本书共分四章，介绍了有关光电探测器的基础知识、各类探测器的工作原理及特性参数，包含了六项光电探测器的原理及性能测试实验，十一项实验光电信号处理实验等等。

内容简介

　　 本书从光电信息技术的基础知识出发，介绍了基于光电探测系统所需要掌握的光电探测器、光电信号处理和光电系统设计的基础实验。
全书共分为四章，第一章介绍了光电探测器基础知识，第二章介绍了各类单元探测器和CCD阵列探测器的性能测试实验，第三章介绍了光电信号电路处理及典型探测系统实验，第四章介绍了光电图像混合处理实验。
本书可供高等院校光电信息科学与工程类专业、测控技术与仪器专业、应用物理学专业的本科生和研究生使用，也可供工程技术人员参考。

作者简介

常大定，男，湖北钟祥人。毕业于华中工学院，现为华中科技大学光电子科学与工程学院副教授。
主要从事光电信息技术方面的教学和科研工作。在红外物理，红外器件及光电信息处理方面有较深入的研究，主持和参与多项国家，省部级科研项目，并获得国防科工委及湖北省科技进步奖。参著有《光电系统与信号处理》，《光电信息处理导论》等著作，发表相关论文20余篇。

目录

第1章 光电探测器基础知识
1.1 光电探测器工作原理
1.2 光电成像器件工作原理
第2章 光电探测器的原理及性能测试实验
2.1 光电二极管、光电三极管光照特性的测试
2.2 硅光电池负载特性的测试
2.3 光电倍增管特性和参数的测试
2.4 红外探测器性能测试
2.5 电荷耦合器件CCD的原理及驱动实验
2.6 线阵CCD特性测量实验
第3章 光电信号处理实验
3.1 低噪声放大器实验
3.2 相关器的研究及其主要参数测量
3.3 同步积分器的研究及其主要参数测量
3.4 多点信号平均器
3.5 单光子计数
3.6 线阵CCD输出信号的二值化
3.7 线阵CCD的数据采集
3.8 光电控制电路设计与装调
3.9 光电透过率测量系统实验
3.10 摄像机原理及应用
3.11 光电跟踪
第4章 光电图像混合处理技术
4.1 液晶空间光调制器特性实验
4.2 图像的光电混合实时减法和微分运算
4.3 图像的光电混合实时相关识别
4.4 空间光调制三维形貌测量实验
4.5 矢量矩阵的光电混合运算
参考文献

精彩书摘

第1章 光电探测器基础知识
光电信息技术可以定义为：以光电器件为主体，研究和发展光电信息的形成、传输、接收、变换、处理和应用的一门技术。由此可见，光电器件是光电信息技术的基础，全面了解和掌握各类光电探测器是应用光电信息技术的基础。
利用光电效应和热电效应把光信息转变为电信息的各种器件称为光电器件。这里的“光”包括紫外、可见及红外三个电磁波段。光电器件的用途主要有两类：其一是用来观察微弱光信号，作这一用途的器件通常称为“探测器”，或者严格地称为“辐射探测器”；其二是在自动控制中作为光电转换器。除这两类用途外，还有一些特殊用途，例如把光电器件作为电源的光电池。
本章首先介绍光电探测器的物理基础，介绍光电探测器赖以工作的物理效应和光电探测器的特性参量，比较各类光电探测器的特性，为后续实验章节作一基础理论准备。

前言/序言

深入探索光电世界的基石：一本引领你迈入前沿科技领域的实用指南 在当今信息爆炸、科技飞速发展的时代，光电信息技术作为支撑起无数尖端应用的核心驱动力，其重要性不言而喻。从我们日常生活中无处不在的智能手机屏幕、高速光纤通信，到推动科学探索的激光雷达、精密医疗成像，再到引领未来变革的量子通信、无人驾驶系统，光电技术的身影无处不在，深刻地塑造着我们的生活方式和产业格局。然而，要真正理解并驾驭这股强大的技术洪流，扎实的理论基础和丰富的实践经验是不可或缺的。 本书并非一本简单的理论教科书，也不是一套枯燥的实验操作手册。它是一本精心设计的、旨在为有志于在光电信息技术领域深耕的读者构建坚实基础的实用指南。我们深知，掌握一门前沿技术，光有理论是远远不够的，更重要的是能够将抽象的概念转化为具体的实践，在动手操作中理解原理，在解决问题的过程中加深认知。因此，本书将理论知识与实践操作紧密结合，力求以最直观、最有效的方式，引领读者深入探索光电世界的奥秘。 核心内容解析：构建你的光电知识体系 本书的内容设计遵循循序渐进、由浅入深的原则，力求覆盖光电信息技术领域最核心、最基础的知识点，并在此基础上引入一些前沿性的概念，为读者打开更广阔的视野。 第一部分：光的基础与相互作用 我们将从最根本的光学原理开始，系统介绍光的波动性与粒子性，理解光的传播规律，如反射、折射、衍射和干涉等。这些基本的光学现象是理解一切光电器件工作原理的基石。我们将深入剖析这些现象的物理机制，并通过生动形象的图示和案例，帮助读者建立直观的理解。随后，我们将探讨光与物质相互作用的不同方式，包括光的吸收、发射、散射等，并介绍与此相关的关键概念，如普朗克常数、能级跃迁等。这一部分的内容不仅是理论上的铺垫，更是后续很多实验的理论依据，将帮助读者建立起对光的基本认识。 第二部分：核心光电器件的原理与应用 在掌握了光的基础知识后，我们将聚焦于构成光电信息系统的关键光电器件。这包括但不限于： 光源： 从传统的白炽灯、荧光灯，到现代的LED、激光器，我们将详细介绍不同光源的发光原理、特性、光谱分布以及它们在不同场景下的应用。特别会深入讲解LED的发光机理、不同掺杂对发光颜色的影响，以及激光器的相干性、单色性等特性，并探讨激光在通信、测量、医疗等领域的广泛应用。 光探测器： 介绍光电导效应、光电倍增效应、光伏效应等，详细讲解各种光探测器的结构、工作原理、响应范围、灵敏度等参数。我们将重点解析光电二极管、光电晶体管、CCD和CMOS图像传感器等主流光探测器的内部构造和工作过程，以及它们如何将被光信号转化为电信号。 光调制器与解调器： 讲解如何利用电、磁、声、光等手段来调制光的强度、相位、频率等信息，以及如何对调制后的光信号进行解调，恢复原始信息。我们将分析电光效应、声光效应等调制原理，并介绍几种常见的调制和解调器件。 光纤与光波导： 介绍光纤的结构、全内反射原理以及光在光纤中的传播方式。我们将区分单模光纤和多模光纤的特点及其适用场景，并初步探讨光波导在集成光路中的作用。 其他重要器件： 还会涉及滤光片、棱镜、透镜、反射镜等光学元件的作用和设计原理，它们在光路构建和信号处理中的关键地位。 第三部分：光电信息系统的构建与基础实验 在理论知识和器件原理的铺垫下，本书将引导读者亲手搭建和调试基础的光电信息系统，并通过一系列精心设计的实验，巩固所学知识，培养解决实际问题的能力。 光路搭建与准直： 学习如何使用光学平台、支架、透镜、光源等元件，搭建稳定的光路，并掌握光束的准直和聚焦技术，这是进行所有光电实验的基础。 光信号的产生与探测： 设计实验，利用LED或激光器作为光源，通过光电二极管或光电晶体管来探测光的强度变化，并学习如何使用示波器等仪器观察和分析光电信号的波形。 光电信号的传输与处理： 尝试搭建简单的光纤通信系统，学习如何将电信号转化为光信号并通过光纤传输，再由光电探测器将光信号转换回电信号。我们将设计实验，验证光信号的传输距离和衰减特性。 光学测量实验： 引入一些经典的光学测量方法，如利用干涉原理进行微小位移测量，利用衍射原理进行波长测量等，让读者在实践中体会光学测量的高精度和独特性。 图像获取与处理基础： 结合CCD或CMOS图像传感器，设计实验，学习如何获取图像，并初步了解数字图像的基本表示方法和简单的图像处理技术，如亮度、对比度调整等。 综合性应用演示： 可能会包含一些小型综合性应用演示，例如一个简单的光控开关、一个简单的光电报警器等，让读者将所学知识融会贯通，体验光电技术的实际应用魅力。 实践导向，能力培养：不仅仅是知识的传递 本书的核心理念在于“学以致用，实践出真知”。我们深知，对于一门技术性如此强的学科，仅仅依靠阅读和记忆是远远不够的。因此，在每个理论讲解之后，都会紧密连接相应的实验环节。这些实验设计周密，步骤清晰，所需器材也尽可能地标准化和易于获取，旨在让读者能够亲自动手，在实践中验证理论，发现问题，并学会分析和解决问题。 本书的实验设计并非停留在简单的“照猫画虎”式的操作。每一个实验都围绕着一个特定的原理或概念展开，并鼓励读者在完成基本操作后，进行参数的调整和变动，观察结果的变化，从而深入理解原理的精髓。例如，在光纤通信实验中，不仅要学会搭建，更要鼓励读者尝试使用不同长度、不同损耗的光纤，观察信号质量的变化，思考影响传输效果的因素。 此外，本书还将注重培养读者的科学思维和工程素养。在实验报告的撰写、数据分析的处理、结果的讨论与改进等方面，都将给予指导，帮助读者养成严谨的科学态度和解决工程问题的能力。我们希望通过本书的学习，读者能够： 建立扎实的理论基础： 深刻理解光的基本性质、光学原理以及各类光电器件的工作机制。 掌握核心光电器件的原理与应用： 熟悉LED、激光器、光电二极管、图像传感器等关键器件的特性和使用方法。 具备基础的光电系统搭建与调试能力： 能够独立或在指导下搭建简单的光电实验装置，并进行调试。 提升动手实践和问题解决能力： 在实验过程中，学会分析问题，排除故障，并提出改进方案。 培养科学探究精神和工程思维： 形成严谨的实验态度，善于分析数据，并能将理论与实践相结合。 拓展对光电信息技术前沿领域的认知： 在掌握基础知识的基础上，对光通信、光传感、光成像、量子光学等领域有初步的了解和兴趣。 读者对象：为谁而写？ 本书主要面向以下读者群体： 高等院校相关专业的学生： 如电子信息工程、通信工程、光学工程、物理学、自动化等专业的本科生和研究生，作为课程实验的配套教材，或课外拓展学习的读物。 相关行业的初级工程师与技术人员： 希望系统学习光电信息技术基础知识，提升工作技能，或转岗至相关领域的从业者。 对光电技术充满兴趣的业余爱好者： 想要深入了解光电世界，并愿意动手实践的科学爱好者。 科研机构的研究人员： 作为基础知识的巩固与回顾，或为开展更深入的研究打下基础。 阅读建议：如何最大化学习效果？ 为了达到最佳的学习效果，我们建议读者在阅读本书时： 1. 理论与实践同步进行： 在学习完每一章节的理论知识后，务必及时进行对应的实验。理论是指导，实践是检验。 2. 动手操作，不怕出错： 实验过程中遇到困难是正常的，关键在于分析原因，尝试不同的方法来解决。大胆尝试，每一次的失败都可能带来宝贵的经验。 3. 记录与反思： 详细记录实验的步骤、数据、现象，并对实验结果进行分析和讨论。思考实验的局限性，以及可以改进的方向。 4. 提问与交流： 在学习和实验过程中，如果遇到无法解决的问题，可以查阅更深入的资料，或者与同学、老师、同行进行交流讨论。 5. 循序渐进，打牢基础： 不要急于求成，认真理解每一个概念，掌握每一个实验的基本原理。扎实的基础是通往更复杂技术的必经之路。 展望：开启你的光电探索之旅 光电信息技术正以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面，并不断催生新的技术和产业。掌握这门技术，意味着你将站在科技的最前沿，拥有改变世界的潜力和机会。本书正是你开启这段激动人心旅程的起点。我们希望通过本书，能够激发你对光电世界的好奇心，培养你动手实践的能力，为你未来在光电信息技术领域的学习和发展奠定坚实的基础。 翻开本书，让我们一起踏入奇妙的光电世界，探索其中的奥秘，并用你的双手去创造属于你的光电未来！

评分☆☆☆☆☆

作为一个在电子信息领域深耕多年的研究者，我对光电信息的交叉融合领域一直抱有浓厚的兴趣。在仔细阅读了《光电信息技术基础实验》后，我对其严谨的学术态度和扎实的实践指导能力印象深刻。书中对光电能量转换、信息编码、传输与处理等核心环节的实验设计，都体现了作者深厚的理论功底和丰富的实践经验。我特别欣赏书中关于数字信号在光路中的实现方式和实验验证，这对于理解现代通信和计算中的光信号处理至关重要。它不仅阐述了基础的原理，更提供了一系列可操作的实验流程，让读者能够亲手验证理论的有效性。同时，书中对于实验结果的讨论，也引导读者思考误差来源、优化实验条件，并最终提升实验的可靠性。这些对于培养研究生的实验能力和科学思维有着至关重要的作用。总而言之，这本书是一部集理论性、实践性、前沿性于一体的佳作，对于任何想要深入研究光电信息技术的学者和工程师而言，都具有极高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

最近有机会接触到《光电信息技术基础实验》这本书，让我对光学和电子技术的结合有了更深刻的理解。我本身对物理实验一直很感兴趣，而这本书恰好满足了我对这方面知识的需求。它没有过多的理论堆砌，而是把重点放在了“做”上。我特别喜欢书中关于LED和光电二极管的实验部分，通过简单的连接和测量，我就能清晰地看到光信号的变化如何影响电流，以及不同波长的光线对器件的影响。书中的图文并茂，对于每一步操作都进行了详细的说明，即使是第一次接触这些器材的人，也能轻松上手。我甚至尝试按照书中的步骤，制作了一个简单的光控开关，这让我非常有成就感。这本书让我明白，很多看似高深的技术，其实都可以从最基础的原理和实验开始。它不仅教会了我如何进行实验，更重要的是，它激发了我继续探索光电世界的好奇心。我强烈推荐这本书给所有对光电技术感兴趣的朋友，它会让你觉得学习是一件有趣而有意义的事情。

评分☆☆☆☆☆

我一直对光电技术充满了好奇，但又觉得它离我遥不可及。直到我偶然翻阅了《光电信息技术基础实验》，这种感觉才得到了彻底的改变。这本书简直就是一位循循善诱的老师，它用最简单易懂的语言，配合生动形象的插图，将复杂的物理原理化繁为简。我最喜欢的是关于光电探测器工作原理的介绍，书中通过一个模拟实验，让我直观地看到了光信号是如何被转换为电信号的，以及不同类型的探测器在响应速度和灵敏度上的差异。我甚至可以根据书中的指导，动手搭建一个简单的光敏电阻电路，亲身感受光强变化对电路性能的影响。这本书的精妙之处在于，它始终围绕着“实验”这个核心，让我在动手实践中学习理论，在理论指导下优化实验。书中还提供了一些常见的光电现象的解释，比如光电效应、光致发光等等，这些都让我对光与物质的相互作用有了全新的认识。对于想要初步了解光电世界的朋友来说，这本书无疑是一本绝佳的入门读物，它能点燃你的兴趣，并为你铺就一条通往更广阔知识领域的道路。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的惊喜远超我的预期。作为一个在光学领域摸爬滚打了多年的从业者，我一直希望能找到一本能够系统梳理基础实验的图书，以便能够更好地指导新入职的同事。在拜读了《光电信息技术基础实验》后，我深感茅塞顿开。书中对每一个基础实验的设计都力求精益求精，从实验目的、原理阐述，到仪器设备的选型、操作规程，再到数据采集、分析处理，无一不详尽周到。我尤其赞赏其在实验误差分析和数据不确定度评定方面的深入探讨，这往往是许多入门级教材所忽视的。通过书中提供的实例，我可以清晰地看到如何从实验结果中提取有效信息，并对其进行科学的量化评估。此外，书中还穿插了许多与现代光电技术发展趋势相关的案例分析，这对于拓宽读者的视野、激发创新思维具有积极意义。它不仅仅是关于“如何做实验”，更是关于“为何要这样设计实验，以及如何从实验中获得更深层次的认识”。这本书的价值，对于任何希望在光电领域打下坚实基础的人来说，都是不可估量的。

评分☆☆☆☆☆

这是一本我近期非常喜欢的一本关于光电技术入门的书。虽然我并非光电专业的学生，但出于对新技术的兴趣，我还是买了它。翻开这本书，我并没有看到那些晦涩难懂的专业术语堆砌，取而代之的是清晰的图示和循序渐进的讲解。作者似乎特别注重实验的实际操作性，书中详细列举了许多实验的器材、步骤以及预期结果，甚至还提到了实验过程中可能遇到的问题和解决方案，这对于我这样零基础的读者来说简直是福音。我特别喜欢其中关于激光原理和应用的那一部分，通过简单的实验，我居然能理解激光是如何产生的，以及它在日常生活中无处不在的应用，比如条形码扫描、光纤通信等等。书中的每一个实验都像是打开了一扇新的认知大门，让我对“光”这个看似简单却又无比神奇的能量有了更深刻的理解。即使是一些基础的光学概念，如光的衍射、干涉，通过实验的演示也变得生动易懂。总而言之，这本书打破了我对技术类书籍“枯燥乏味”的刻板印象，它更像是一本能激发好奇心、动手能力的实践指南。

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