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目 录1

第一章绪论1

一、光电技术在几何量测量中的地位1

二、光电探测系统的基本结构5

三、光电技术应用前景及发展趋势7

第二章光电技术基础知识11

一、光电基础知识11

（一）光辐射物理11

（二）光电效应13

（三）辐射光学单位及换算公式15

二、光源17

（一）激光器17

（二）白炽灯26

（三）气体放电灯27

第三章光电探测器30

一、概述30

（一）光电器件分类31

（二）探测器性能比较32

（三）光电探测器选择的一般原则35

二、外光电效应的光电探测器37

（一）无放大作用的光电管37

（二）特殊光电管37

（三）光电倍增管39

（四）像管51

（五）电视摄像管53

三、内光电效应的光电管54

（一）光导器件（光导盒）55

（二）结光电管60

（三）几种国产光电管的特性64

（四）自扫描光电二极管阵列（SSPD）68

（五）光电位置敏感器件（PSD）71

第四章光学系统75

一、光学系统在光电技术中的应用75

（一）线宽轮廓测量仪75

（二）大尺寸外径非接触测量系统76

（三）激光测速仪77

（一）透镜及透镜系统79

二、光学系统的基本单元79

（二）反射镜97

（三）分光镜101

（四）棱镜105

三、聚光照明系统112

（一）用途112

（二）对照明的要求112

（三）照明系统设计要求113

（四）亮视场照明系统114

（五）暗视场照明系统115

（六）照明系统中的几个问题116

（七）几种常用的照明系统117

第五章光电检测电路系统121

一、光电探测器电路121

（一）双极结型光电探测器的探测电路121

（二）三极光电晶体管电路126

（三）白炽灯和双极光电晶体管耦合器电路129

（四）光电晶体管的逻辑电路129

（一）最简单的发光二极管调制电路133

二、发光二极管调制发射器电路133

（二）发光二极管的正弦波调制发射器电路134

（三）带有发光二极管的脉冲调制脉冲发射器电路136

三、受调辐射的光电探测器电路138

（一）光电晶体管电路138

（二）光电二极管和光电池接收电路141

四、光电耦合器与光电开关电路143

（一）光电耦合器电路143

（二）光电开关电路148

（一）单频激光干涉系统152

第六章光电位移测量系统152

一、干涉光电测量系统152

（二）双频激光干涉仪167

二、光栅测量系统178

（一）莫尔条纹测量原理179

（二）莫尔条纹读数系统184

（三）光栅参数的选取188

（四）光栅副的间隙对莫尔条纹信号的影响189

（五）莫尔条纹信号的细分190

（六）圆光栅193

（七）零位光栅199

三、光电编码器202

（一）线纹尺与度盘202

（二）码尺与码盘204

第七章对称目标光电对准系统206

一、光电显微镜206

（一）显微镜的光学性能206

（二）光电显微镜的工作原理208

（一）光度式光电自动对准212

二、对称目标光电对准系统212

（二）机械狭缝扫描式光电自动对准216

（三）激光束扫描式光电自动对准220

（四）电视摄像扫描积分自动对准222

（五）光栅衍射式光电自动对准223

（六）波带片式光电自动对准230

（七）X射线和电子束自动对准233

三、微分式轮廓对准动态测量显微镜236

（一）信号的产生236

（二）一阶光度微分边缘寻址器237

（三）二阶微分边缘寻址器238

（四）光度式边缘瞄准系统240

四、光电准直仪241

第八章光电技术在微小尺寸测量中的应用246

一、微图形尺寸的测量246

（一）电视测量显微镜246

（二）显微光密度计——计算机测量系统249

（三）其它测量方法251

（四）比较法测量微细图形255

（一）椭圆偏振光法257

二、膜厚测量257

（二）干涉法260

（三）分光光度计法262

三、表面粗糙度的光电测量方法266

（一）激光测量方法266

（二）光触针法269

四、自动调焦272

（一）直接调焦272

（二）间接调焦277

五、加工过程中尺寸控制281

（一）圆形零件外形尺寸的测量282

（二）同心度的测量284

（三）位置测量285

（四）尺寸间接测量290

第九章CCD电荷耦合器件原理及其在测量中的应用293

一、电荷耦合成像器件的基本原理及其结构293

（一）MOS电容293

（二）电荷耦合器件电极结构297

（三）CCD传感器的光敏区与转移区299

（四）输入输出结构300

（五）转移沟道302

（六）CCD阵列结构302

二、电荷耦合器件的特性参数303

（一）量子效率303

（二）噪声304

（三）转移损失304

（五）光电转换特性305

（六）光谱灵敏度305

（四）工作频率305

（七）分辨能力306

（八）暗电流特性307

三、电荷耦合器件在测量中的应用309

（一）两种典型CCD测量系统309

（二）电荷耦合器件在测量中的应用举例311

第十章光纤传感器314

一、光导纤维314

（一）光在光导纤维中的传输原理314

（二）光导纤维的传输性质与分类315

二、光纤传感器（DFS）319

（一）光纤传感器的原理和特点319

（二）光纤传感器的种类320

三、光纤传感器的应用325

（一）水声传感器325

（二）生物系统的运动测量326

（三）光纤激光多普勒血液流速测量仪326

（四）光纤传输图像327

（五）测量表面粗糙度328

参考文献332