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| 編輯推薦： |
本书为满足适应新技术发展对光电人才培养的要求，依据教育厅高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委会对光电类基础课程要求及教育厅关于《高等学校课程思政建设指导纲要》精神编写。全书注重教学价值塑造、专业知识传授及创新能力培养，主要特色如下：
知识体系 以光电探测的物理理论基础、光电探测器、光电信号探测和光电探测系统分析为主线，形成完整的光电技术知识体系，内容全面、结构合理、重点突出并注重实际应用。
创新实践 突出光电信息系统的构成，使读者掌握光电信息系统的总体框架，激发读者的创造性，激励读者投入光电创新实践活动中。
资源丰富 本书配套提供微课视频、教学大纲、教学课件、动态效果、专业英语、思政案例、测试习题与参考答案等，满足教学与自学需求。
价值塑造 融入光电发展历程、发展趋势、重大工程和科学家人物事迹，培养读者探索未知、精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的情怀。
教学资源
微课视频
动态效果
教学大纲
教学课件
专业英语
思政案例
测试习题
参考答案
实验指导
公开课程
注：本书配套实验指导为《光电信息技术实践教程》(第2版)（陈梦苇等编著，清华大学
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| 內容簡介： |
本教材系统地介绍了光电技术的基础理论、常用光电探测器的工作原理与特性、典型光电探测器应用技术和光电信号探测与处理技术。主要内容包括辐射度学与光度学基础、光电探测器的理论基础、光电导探测器、光伏探测器、光电子发射探测器、热探测器、光电图像探测器、光学信息变换技术、微弱光电信号的探测与处理和典型光电探测系统的应用分析。
本书可以作为高等院校光电信息科学与工程、应用物理、测控技术与仪器、电子科学与技术、电子信息科学与技术、电气工程及其自动化、通信工程、信息工程等专业本科生及研究生教材，也可供其他相关专业师生和工程技术人员参考。
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| 關於作者： |
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杨应平：武汉理工大学教授，“光电技术”国家级线上一流本科课程负责人，“光电技术”国家级线上线下混合式一流本科课程负责人，光电信息科学与工程国家级一流本科专业建设点负责人。主讲“光电技术”“光电信息技术实验”“光电专业导论”等课程，主编《光电技术》，《光电技术实验》《光电信息技术实践教程》等多部教材；主持省部级教育与教学研究项目4项，获国家级教学成果奖1项、省级教学成果奖2项；指导本科生获省部级以上奖励29项。长期从事光电材料与器件物理、光电检测、光电成像与图像处理等方面的研究工作，在国内外学术刊物上发表学术论文110多篇，其中SCI检索论文80多篇。兼任第四届和第五届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。
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| 目錄：
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第0章绪论
0.1光电技术及其研究内容
0.2光电信息系统
0.3光电技术的应用及发展趋势
思考题与习题
第1章辐射度学与光度学基础
1.1电磁辐射
1.1.1电磁波谱
1.1.2光辐射
1.1.3光的波粒二象性
1.1.4电磁辐射中立体角计算
1.2辐射度学的基本物理量
1.3光度学基础
1.3.1光度学的基本物理量
1.3.2光谱光视效率
1.4辐射度学与光度学中的几个基本定律
1.4.1朗伯余弦定律
1.4.2距离平方反比定律
1.4.3亮度守恒定律
1.5黑体辐射
1.5.1黑体辐射定律
1.5.2普朗克能量子假设
1.6常用光辐射源
1.6.1光源的基本特性参数
1.6.2热辐射光源
1.6.3气体放电光源
1.6.4激光器
1.6.5发光二极管
思考题与习题
第2章光电探测器的理论基础
2.1半导体物理基础
2.1.1晶体的能带
2.1.2热平衡下载流子的浓度
2.1.3半导体材料的光吸收效应
2.1.4半导体中的非平衡载流子
2.1.5半导体中载流子的扩散与漂移
2.2光电效应
2.2.1光电导效应
2.2.2光伏效应
2.2.3光电子发射效应
2.3光电探测器的噪声
2.4光电探测器的特性参数
思考题与习题
第3章光电导探测器
3.1光敏电阻的原理与结构
3.1.1光敏电阻的原理
3.1.2光电导增益
3.1.3光敏电阻的结构
3.2光敏电阻的基本特性参数
3.2.1光电特性
3.2.2光电导灵敏度
3.2.3温度特性
3.2.4响应时间
3.2.5光谱特性
3.2.6伏安特性
3.2.7噪声特性
3.3典型光敏电阻
3.3.1本征光敏电阻
3.3.2杂质型光敏电阻
3.4光敏电阻的偏置电路
3.4.1光敏电阻的微变等效电路
3.4.2基本偏置电路
3.4.3恒流偏置电路
3.4.4恒压偏置电路
3.4.5恒功率偏置电路
3.5光电导探测器的应用
3.5.1声光自动控制电路
3.5.2照明灯自动控制电路
3.5.3火焰报警电路
3.5.4照相机自动曝光控制电路
思考题与习题
第4章光伏探测器
4.1光电池
4.1.1硅光电池的工作原理与基本结构
4.1.2硅光电池的基本特性参数
4.1.3几种常用的光电池
4.1.4光电池的偏置电路
4.1.5光电池的应用
4.2光敏二极管
4.2.1硅光敏二极管的工作原理与基本结构
4.2.2硅光敏二极管的基本特性
4.2.3常用光敏二极管
4.2.4光敏二极管的偏置电路
4.2.5光敏二极管的应用
4.3光敏晶体管
4.3.1硅光敏晶体管的工作原理与基本结构
4.3.2硅光敏晶体管的基本特性
4.3.3常用光敏晶体管
4.3.4光敏晶体管的应用
4.4PIN光敏二极管
4.4.1PIN光敏二极管的结构与工作原理
4.4.2PIN光敏二极管的主要特性参数
4.4.3典型的PIN光敏二极管及其应用
4.5雪崩光敏二极管
4.5.1雪崩光敏二极管的原理
4.5.2达通型雪崩光敏二极管的结构、电场、电荷分布
4.5.3雪崩光敏二极管的主要特性参数
4.5.4典型的雪崩光敏二极管及其应用
4.6色敏探测器
4.6.1色敏探测器的结构与工作原理
4.6.2色敏探测器的检测电路
4.6.3色敏探测器的短路电流比波长特性
4.6.4两种色敏探测器
4.6.5色敏探测器的应用
4.7位置敏感探测器
4.7.1位置敏感探测器的工作原理
4.7.2位置敏感探测器的检测电路
4.7.3位置敏感探测器的主要特性参数
4.7.4几种常用位置敏感探测器
4.7.5位置敏感探测器的应用
4.8象限探测器
4.8.1象限探测器原理
4.8.2四象限探测器的空间分辨率
4.8.3四象限探测器的信号处理电路
4.8.4四象限探测器的特性参数
4.8.5四象限探测器的应用
4.9光电耦合器件
4.9.1光电耦合器件的工作原理与结构
4.9.2光电耦合器件的特性参数
4.9.3光电耦合器件的应用
思考题与习题
第5章光电子发射探测器
5.1光电阴极
5.2光电倍增管的原理与结构
5.2.1光电倍增管的工作原理
5.2.2光电倍增管的结构
5.3光电倍增管的主要特性参数
5.4光电倍增管的工作电路
5.4.1高压供电电路
5.4.2信号输出电路
5.5光电倍增管的应用
5.5.1分光光度计
5.5.2医疗器械
5.5.3生物技术
5.5.4环境测量
5.5.5固体表面分析
思考题与习题
第6章热探测器
6.1热探测器基本原理
6.1.1温度变化方程
6.1.2热探测器件的最小可探测功率
6.2热电偶与热电堆探测器
6.2.1热电偶的工作原理
6.2.2热电偶的主要特性参数
6.2.3热电堆的结构、工作原理与特性参数
6.2.4热电偶与热电堆的应用
6.3热敏电阻探测器
6.3.1热敏电阻探测器的基本原理与结构
6.3.2热敏电阻探测器的主要特性参数
6.3.3热敏电阻的应用
6.4热释电探测器
6.4.1热释电探测器的基本原理
6.4.2热释电探测器的主要特性参数
6.4.3常用的热释电探测器材料
6.4.4热释电探测器的应用
思考题与习题
第7章光电图像探测器
7.1像管
7.1.1像管的基本原理与结构
7.1.2像管的主要特性参数
7.1.3红外变像管
7.1.4像增强管
7.1.5像管的应用
7.2真空摄像管
7.2.1光电导式摄像管
7.2.2光电发射式摄像管
7.3电荷耦合器件
7.3.1电荷耦合器件的工作原理
7.3.2电荷耦合器件的主要特性参数
7.3.3电荷耦合成像器件
7.3.4电荷耦合成像器件的驱动方法
7.3.5常用的线阵CCD成像器件
7.3.6电荷耦合成像器件的应用
7.4CMOS图像传感器
7.4.1CMOS成像器件的像敏单元的结构与工作原理
7.4.2CMOS成像器件的组成架构
7.4.3CMOS与CCD图像器件的比较
7.5红外焦平面阵列探测器
7.5.1非制冷红外焦平面的结构和工作原理
7.5.2红外成像与红外热像仪
7.5.3典型的红外焦平面探测器
7.5.4红外成像技术的应用
思考题与习题
第8章光学信息变换
8.1几何光学方法的光学信息变换
8.1.1物体尺寸信息的光学变换
8.1.2位移信息的光学变换
8.2物理光学方法的光学信息变换
8.2.1干涉方法的光学信息变换
8.2.2衍射方法的光学信息变换
8.3时变光信息的调制
8.3.1调制光的优点
8.3.2光信号调制的基本原理
8.3.3光调制的方法
8.3.4调制信号的解调
思考题与习题
第9章微弱光电信号的探测与处理
9.1直接探测与外差探测
9.1.1直接探测
9.1.2光频外差探测
9.2微弱光电信号前置放大器的设计
9.2.1放大器的噪声模型与等效输入噪声
9.2.2噪声系数与最佳源电阻
9.2.3光电探测器与前置放大器耦合网络的设计原则
9.2.4低噪声前置运放的选用
9.2.5低噪声放大器设计原则与方法
9.3微弱光电信号的探测与处理
9.3.1微弱光电信号的检测
9.3.2窄带滤波法
9.3.3相关检测法
9.3.4锁定放大器
9.3.5取样积分法
9.3.6光子计数器
思考题与习题
第10章光电探测系统应用实例分析
10.1空间光通信捕获、跟踪、瞄准系统
10.1.1空间光通信系统
10.1.2ATP系统构成
10.1.3共轴双检测ATP系统
10.1.4ATP系统关键参数和技术考虑
10.2基于光电鼠标芯片的物体运动状态测量系统
10.2.1光电鼠标的工作原理和构成
10.2.2光电鼠标的主要技术参数
10.2.3基于光电鼠标传感器的运动物体的无接触检测
10.3用于三维复合精细成像的双CCD交会测量
10.3.1CCD光电信号的二值化处理与数据采集
10.3.2双CCD交会测量系统的构成
10.3.3双CCD交会测量的基本原理
10.3.4用于三维精细成像的双CCD交会测量系统设计
10.4时域分布式光纤测温系统
10.4.1拉曼散射型分布式光纤测温系统的工作原理
10.4.2拉曼散射型分布式光纤测温系统的设计
10.5基于红外传感器的气体浓度检测系统
10.5.1红外吸收检测原理
10.5.2红外吸收型CO2气体检测系统的设计
10.5.3系统的定标
10.6光电火控系统
10.6.1光电火控系统的构成和工作原理
10.6.2光电测距装置
10.6.3光电测角装置
10.6.4监视及捕捉装置
10.6.5火控计算机
思考题与习题
参考文献
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| 內容試閱：
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光电技术是一门以光电子学为基础，将光学技术、电子技术、精密机械及计算机技术紧密结合的新技术，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，短波延伸到紫外、X射线、γ射线乃至高能粒子，并可以飞秒级速度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，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。随着光电技术的迅速发展，各种新型半导体激光器、国产1.5亿像素的固体图像传感器、新型的光电探测器等在工业与民用领域随处可见，热成像技术也已广泛应用于军事和工业领域。光电技术已经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。
编者总结20多年讲授光电技术课程的教学经验，参阅了大量国内外优秀教材和文献，为适应新技术发展对光电人才培养的需要，依据教育厅高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委会对“光电技术”课程要求及教育厅关于《高等学校课程思政建设指导纲要》精神修订了本书。本书从教学价值塑造、专业知识传授、能力培养和普适性出发，注重基础、强调应用，主要特点如下：
(1) 全书以光电探测的物理理论基础、光电探测器、光电信号探测与处理和典型光电探测系统分析为主线，形成完整的光电技术知识体系，内容全面、结构合理、重点突出并注重实用。
(2) 书中融入光电发展历程、发展趋势、国家航天重大工程成果和中外科学家人物事迹，使学生养成探索未知、培养精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。
(3) 全书突出光电信息系统构成，使学生掌握光电信息系统的总体框架，发挥学生的“奇思妙想”，充满兴趣地投入光电创新实践活动中。
(4) 中国大学MOOC上运行的“光电技术”在线课程和国家级线上线下混合式一流本科课程采用本书作为教材。
(5) 本书配备了微课视频、教学课件、教学大纲、测试题库、习题解答等资源
，实现了“互联网 ”的课程学习模式。
(6) 与本书配套的实验教材为《光电信息技术实践教程》（陈梦苇等编著，清华大学出版社出版），可选择使用，以增强学生的光电系统综合设计能力。
全书共11章。第0章介绍光电技术的研究内容及其发展趋势； 第1、2章主要讲述光电技术的理论基础； 第3~6章主要讲述光电导探测器、光伏探测器、光电子发射探测器和热探测器的工作原理、特性参数、偏置电路及应用技术； 第7章主要讲述真空
摄像管及电荷耦合器件、CMOS图像传感器、红外焦平面等固体图像传感器； 第8章讲述光学信息变换技术； 第9章讲述微弱光电信号的探测与处理技术； 第10章讲述光电探测系统的典型应用。其中，华中科技大学曾延安负责编写7.5节，武汉理工大学胡昌奎负责编写第8章、9.1节、10.1节、10.2节、10.3节，武汉理工大学黎敏负责编写10.4节、10.5节，其他章节由杨应平编写。全书由杨应平统稿。
教育厅高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委会原副主任委员、华中科技大学杨坤涛教授对书稿进行了认真仔细的审阅并提出了许多宝贵建议，在此表示衷心的感谢。在本书的编写过程中，武汉理工大学物理系光电材料与器件物理研究室的陈梦苇、胡靖华和多名研究生在资料文献查阅、文字整理和插图绘制等方面做了大量的工作，在此特向他们表示诚挚的谢意。
感谢“武汉理工大学本科教材建设专项基金项目”资助。
在本书的编写过程中，参考了大量的国内外优秀教材和科技文献，根据本书体系的需要选编了其中的一些典型内容并在书后给出了主要参考文献，在此特向这些文献的作者表示感谢。
由于编者水平有限，书中难免存在疏漏之处，希望读者指正。
本书配套提供教学大纲、教学课件、习题解答、专业英语、测试题库、测试题库参考答案、课程思政教学案例等教学资源，供广大教师授课使用，可以扫描下面二维码获取。
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编者2023年5月
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