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第1章 光信息源及其选用1

1.1常用的普通光源及其选用1

1.1.1热辐射光源1

1.1.2气体放电光源2

1.1.3普通光源选用要点3

1.2发光二极管（LED）及其使用3

1.2.1 LED概述3

1.2.2 LED的检测4

1.2.3 LED的驱动5

1.2.4 LED的应用6

1.3固体环保照明光源——白光LED8

1.3.1白光LED概述8

1.3.2用AC直接驱动白光LED的实用技术9

1.3.3白光LED与现行照明光源的比较11

1.4高效节能平面分布式固态光源——OLED灯12

1.4.1 OLED灯概述12

1.4.2 OLED灯的特点及与现有光源的比较14

1.5激光器14

1.5.1激光概述15

1.5.2气体激光器15

1.5.3固体激光器17

1.5.4液体激光器17

1.6半导体激光器及其使用18

1.6.1半导体激光器概述18

1.6.2量子阱半导体激光器24

1.6.3垂直腔面发射半导体激光器26

1.6.4微腔激光器27

1.6.5半导体激光器的安全使用28

1.7光纤激光器31

1.7.1光纤激光器概述31

1.7.2光纤激光器的特殊谐振腔33

1.7.3双包层光纤激光器34

1.7.4连续波光纤激光器35

1.7.5多波长光纤激光器35

1.7.6高功率光纤激光器36

1.7.7超短脉冲光纤激光器37

1.8光子晶体激光器39

1.8.1光子晶体39

1.8.2光子晶体激光器40

1.8.3光子晶体光纤激光器42

第2章 光辐射信息探测器件及其使用46

2.1真空光电探测器件及其使用46

2.1.1光电发射材料46

2.1.2光电倍增管（PMT）48

2.1.3 MCP光电倍增管51

2.1.4光电倍增管的特点及使用要点52

2.2半导体光电探测器件及其使用53

2.2.1半导体光电导型探测器件53

2.2.2光电池56

2.2.3光敏二极管58

2.2.4光敏三极管64

2.2.5光伏型与光电导型器件的区别及使用要点66

2.2.6半导体光电探测器件的检测及应用电路68

2.3光电信息探测器件的性能比较和应用选择69

2.3.1光电信息探测器件的性能比较69

2.3.2光电信息探测器件的应用选择70

2.4半导体组合型特种探测器件72

2.4.1象限探测器72

2.4.2楔环探测器74

2.4.3光电位置探测器75

2.4.4色敏探测器78

2.4.5光桥与光电位器80

2.4.6光电耦合器件及其检测方法81

2.5热电偶与热电堆及其使用82

2.5.1热电偶83

2.5.2热电堆84

2.5.3热电偶与热电堆的应用及使用要点85

2.6测辐射热计及其使用86

2.6.1测辐射热计概述86

2.6.2测辐射热计的特点及参数选择87

2.6.3测辐射热计的应用电路及使用要点88

2.6.4几种新型的测辐射热计89

2.7热释电探测器件及其使用90

2.7.1热释电探测器概述90

2.7.2热释电探测器件的类型93

2.7.3热释电探测器对前置放大器的要求95

2.7.4热释电探测器的应用及使用要点96

第3章 光图像信息探测器件及使用98

3.1光图像信息探测器件的类型与电视制式98

3.1.1光图像信息探测器件的类型98

3.1.2电视制式99

3.2直视型光电成像器件——变像管和像增强管100

3.2.1像管的结构与工作原理100

3.2.2像增强管的串联与级联100

3.2.3微通道式像增强管102

3.3电荷耦合器件（CCD）103

3.3.1 CCD的结构及原理103

3.3.2 CCD的输入／输出及外围驱动电路104

3.3.3 CCD的类型107

3.3.4 CCD黑白、彩色与十字标尺摄像机112

3.4MOS图像传感器SSPA115

3.4.1 SSPA概述115

3.4.2 SSPA的信号读出及放大电路116

3.4.3 SSPA与CCD的性能比较117

3.5CMOS图像传感器118

3.5.1 CMOS图像传感器概述118

3.5.2 CMOS图像传感器与CCD的比较122

3.5.3单芯片CMOS-APS摄像机123

3.5.4宽动态CMOS-DPS摄像机125

3.6接触式图像传感器（CIS）127

3.6.1 CIS概述127

3.6.2 CIS与CCD的比较128

3.6.3 CIS在纸币图像采集等方面的应用128

3.7一种新型的图像传感器LBCAST129

3.7.1 LBCAST的内部结构功能及原理129

3.7.2与CCD、CMOS图像传感器读数方式的比较131

3.7.3 LBCAST的特点132

3.8特种光图像信息探测器件132

3.8.1红外光图像信息探测器件132

3.8.2紫外光图像信息探测器件136

3.8.3 X光图像信息探测器件139

第4章 光电信息探测电路的设计、数据采集与计算机接口144

4.1光电信息输入电路的设计144

4.1.1缓变光信号输入电路的设计144

4.1.2交变光信号输入电路的设计151

4.2光电信息探测电路的带宽和频率特性设计153

4.2.1光电信息探测电路的带宽154

4.2.2光电探测电路频率特性的设计155

4.3光电信息探测电路的低噪声设计158

4.3.1光电信息探测电路的噪声等效处理158

4.3.2光电信息探测电路的噪声估算160

4.4光电信息低噪声放大器的设计162

4.4.1放大器噪声162

4.4.2低噪声前置放大器的选用164

4.4.3低噪声前置放大器的设计原则与方法166

4.4.4光电探测器件和运算放大器的连接方法175

4.4.5小面积和大面积光电二极管的低噪声放大器176

4.4.6几种前置放大器的实例178

4.5光电信息的二值化与量化180

4.5.1光电信息的二值化处理180

4.5.2光电信息的量化处理183

4.6光电信息的数据采集与计算机接口185

4.6.1光电信号的二值化数据采集与计算机接口185

4.6.2线阵成像器件的数据采集与计算机接口188

4.6.3面阵成像器件的数据采集与计算机接口191

4.7嵌入式系统的数据采集193

4.7.1嵌入式技术产品的特点193

4.7.2线阵CCD的数据采集194

4.7.3面阵CCD的数据采集195

4.7.4嵌入式系统的实时性设计195

第5章 光电信息变换和检测的实用技术与方法198

5.1时变光信息的直接检测技术198

5.1.1光通量幅度的直接检测技术198

5.1.2光通量的频率检测技术202

5.1.3光通量的相位和时间检测技术204

5.2时变光信息的调制检测技术206

5.2.1光信息调制概述206

5.2.2光信息调制器209

5.2.3调制信号的解调技术215

5.3光学目标的形位检测技术217

5.3.1形位检测概述217

5.3.2几何中心检测技术218

5.3.3亮度中心检测技术222

5.4光学图像的扫描检测技术223

5.4.1扫描检测概述223

5.4.2图像扫描技术224

5.4.3实体扫描技术227

5.5几何变换的光电检测方法230

5.5.1光电准直方法230

5.5.2光电测长方法233

5.5.3轴向测距方法235

5.5.4光电开关的实用技术方法237

5.5.5光电编码的技术方法241

5.6物理变换的光电检测方法247

5.6.1光电干涉测量的技术方法248

5.6.2单频光相干的条纹探测方法249

5.6.3双频光相干的差频探测方法252

5.6.4差频探测与直接探测法的比较260

5.7经改进的实用探测方法262

5.7.1平衡探测法262

5.7.2光前置放大探测法263

第6章 光电信息传输技术265

6.1光纤传输技术265

6.1.1光纤概述265

6.1.2光纤的连接与耦合技术268

6.1.3光纤传输系统的组成及特点272

6.1.4光纤传输系统设计273

6.1.5光传输的多路复用技术276

6.1.6光孤子通信283

6.1.7智能光传输网络286

6.2无线传输技术289

6.2.1红外光波传输技术290

6.2.2微波传输技术292

6.3无线移动视频传输技术296

6.3.1 GPRS技术296

6.3.2 CDMA技术297

6.3.3 CDMA-OFDM技术299

6.3.4 COFDM技术301

6.4电线电缆传输技术303

6.4.1双绞线传输技术303

6.4.2标准同轴电缆传输技术306

6.4.3非标准电缆传输技术311

第7章 光电信息处理技术319

7.1光电信息处理概述319

7.1.1光电信息处理的特征、方法和目标319

7.1.2数字图像分析的基本方法及处理的内容321

7.1.3图像处理的基本方法——像素处理324

7.2光学图像处理328

7.2.1光学图像处理的理论基础和方法328

7.2.2相干光学信息处理332

7.2.3非相干光学信息处理337

7.2.4白光信息处理339

7.3光电图像处理341

7.3.1光电图像处理与光学图像处理比较341

7.3.2视频标准342

7.3.3视频图像处理的特点与研究内容345

7.3.4视频运动图像分析347

7.3.5视频图像的滤波354

7.3.6视频图像的编码压缩356

7.4基于DSP的数字图像处理364

7.4.1 DSP及其系统365

7.4.2 DSP处理系统的设计367

7.4.3用DSP实现运动目标的识别与跟踪370

7.4.4 DSP系统设计实例——现代摄像机DSP图像处理系统的设计372

7.5神经网络处理378

7.5.1神经网络概念378

7.5.2光学神经网络自适应处理器380

7.5.3神经网络模型380

7.5.4图形间关联神经网络处理381

第8章 光电信息存储技术384

8.1光盘存储技术384

8.1.1光盘存储的原理385

8.1.2只读式与一次写入式光盘386

8.1.3可擦除式磁光盘389

8.1.4可擦重写相变光盘391

8.1.5光盘存储器396

8.1.6光盘的保养与使用要点398

8.2大容量光带存储技术400

8.2.1大容量光带的存储方式400

8.2.2大容量光带存储的结构及原理401

8.2.3大容量光带与磁光盘比较401

8.3全息存储技术402

8.3.1全息存储原理402

8.3.2全息存储特点403

8.3.3全息存储应用404

8.4超高密度光电存储技术405

8.4.1双光子双稳态三维存储技术405

8.4.2电子捕获存储技术407

8.4.3持续光谱烧孔存储技术408

8.4.4近场光学存储技术409

8.4.5高密度光电存储技术的发展趋势409

8.5半导体存储技术410

8.5.1半导体存储器的特点410

8.5.2半导体存储器的类型411

8.5.3半导体存储器的结构组成412

8.5.4快闪存储器413

8.6磁盘存储技术415

8.6.1磁性记录与重放的基本原理415

8.6.2模拟式硬磁盘存储技术417

8.6.3数字式硬磁盘存储技术418

8.7网络存储技术420

8.7.1传统的网络存储技术421

8.7.2新型的网络存储技术423

第9章 光电信息显示技术425

9.1CRT显示技术425

9.1.1黑白CRT显示技术425

9.1.2彩色CRT显示技术428

9.1.3 CRT显示器的优缺点431

9.1.4 CRT显示器的发展趋势及应用432

9.2LCD显示技术433

9.2.1 LCD的基本结构及原理433

9.2.2 LCD显示的类型及其比较434

9.2.3 LCD的驱动方式435

9.2.4 LCD的基本参数437

9.2.5大尺寸TFT LCD显示屏439

9.2.6 LCD显示器的优缺点441

9.3PDP显示技术443

9.3.1 PDP显示的原理与类型443

9.3.2 AC-PDP显示板结构444

9.3.3彩色PDP的集成驱动电路445

9.3.4 PDP显示器的优缺点451

9.4LED显示屏技术452

9.4.1 LED显示屏的原理与特点453

9.4.2 LED显示屏的结构与类型453

9.4.3 LED大屏幕显示屏454

9.4.4 LED大屏幕显示屏真彩显示455

9.5OLED显示技术456

9.5.1 OLED显示的结构与原理457

9.5.2 OLED的彩色化技术458

9.5.3 OLED的类型459

9.5.4 OLED的驱动方式461

9.5.5 OLED的优缺点及与LCD的比较464

9.6LCOS显示技术466

9.6.1 LCOS显示器的结构467

9.6.2 LCOS投影显示的原理及优缺点467

9.6.3直接驱动图像光放大器（D-ILA）468

9.6.4 LCOS的技术特色及与其他显示技术的比较469

9.7DMD显示技术470

9.7.1 DMD的结构和原理470

9.7.2 DMD的技术特点471

9.7.3使用DML的投影系统472

9.7.4常见投影显示技术的比较473

9.8LCLV显示技术474

9.8.1光阀的含义与类型474

9.8.2液晶光阀的结构与工作原474

9.8.3液晶光阀投影显示系统476

9.8.4液晶光阀投影与其他投影系统的比较及使用要点477

第10章 几种典型的光电信息实用技术479

10.1激光监测与制导技术479

10.1.1激光测距技术479

10.1.2成像测距与脉冲激光雷达485

10.1.3激光测速与汽车测速系统的设计489

10.1.4超远距离红外激光夜视系统499

10.1.5激光制导技术503

10.2光纤传感技术505

10.2.1光纤传感概述505

10.2.2Y形光纤传感技术及其应用507

10.2.3光纤光栅型传感技术511

10.2.4多路复用和分布式光纤传感技术518

10.2.5智能光纤传感技术523

10.3单CCD摄像机三维测量技术527

10.3.1单CCD摄像机人体步态测量系统527

10.3.2单CCD摄像机三维自动测量系统532

10.3.3CCD摄像机的误差及其检校537

10.4视频监控技术540

10.4.1视频监控系统的基本组成540

10.4.2安防监控系统工程的可靠性设计547

10.4.3基于DSP的智能视频监控系统的设计554

10.5光谱测量技术561

10.5.1单色光的产生561

10.5.2傅里叶变换红外光谱仪562

10.5.3用CCD检测的光学多通道分析仪565

10.5.4成像光谱仪567

10.6光波偏振检测技术569

10.6.1偏振信息理论570

10.6.2利用CCLID检测光波偏振特性571

10.6.3偏振图像的获取与处理方法573

参考文献577